DE112016006013T5 - Method for producing a metal-carbon fiber composite material - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials umfasst die folgenden Schritte: Erhalten einer beschichteten Folie (12), bei der eine Kohlenstofffaserschicht (11) auf einer Oberfläche (10a) einer Metallfolie (10) durch Aufbringen einer Beschichtungsflüssigkeit (5), die Kohlenstofffasern (1), etc. enthält, auf der Oberfläche (10a) der Metallfolie (10) mit einer Tiefdruckvorrichtung (20) gebildet wird; Bilden eines Laminats, bei dem eine Vielzahl von beschichteten Folien (12) laminiert wird; und einstückiges Fügen der beschichteten Folien (12) durch Erhitzen, während das Laminat in einer Laminierungsrichtung der beschichteten Folien (12) mit Druck beaufschlagt wird. Die Form einer Zelle (22) einer Umfangsfläche (21a) einer Tiefdruckwalze (21) der Tiefdruckbeschichtungsvorrichtung (20) ist eine Becherform und ein Durchmesser eines Kreises, der in einer Mündungsform der Zelle (22) einbeschrieben ist, ist auf das 1,2-fache oder mehr der durchschnittlichen Faserlänge eingestellt.

Figure DE112016006013T5_0000
A method for producing a metal-carbon fiber composite material comprises the steps of obtaining a coated film (12) having a carbon fiber layer (11) on a surface (10a) of a metal foil (10) by applying a coating liquid (5) Carbon fibers (1), etc., formed on the surface (10a) of the metal foil (10) with a gravure printing device (20); Forming a laminate in which a plurality of coated films (12) are laminated; and integrally joining the coated films (12) by heating while pressurizing the laminate in a laminating direction of the coated films (12). The shape of a cell (22) of a peripheral surface (21a) of a gravure roll (21) of the gravure coater (20) is a cup shape, and a diameter of a circle inscribed in a mouth shape of the cell (22) is related to the 1,2- times or more of the average fiber length.
Figure DE112016006013T5_0000

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials und ein Verfahren zur Herstellung eines Isolierungssubstrats.The present invention relates to a process for producing a metal-carbon fiber composite material and a process for producing an insulating substrate.

In dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen wird der Begriff „Aluminium“ verwendet, um sowohl reines Aluminium als auch eine Aluminiumlegierung zu bezeichnen, falls nichts Gegenteiliges angegeben ist, und analog wird der Begriff „Kupfer“ verwendet, um sowohl reines Kupfer als auch eine Kupferlegierung zu bezeichnen, falls nichts Gegenteiliges angegeben ist.In this specification and the appended claims, the term "aluminum" is used to refer to both pure aluminum and an aluminum alloy, unless otherwise specified, and analogously the term "copper" is used to refer to both pure copper and a copper alloy unless otherwise specified.

Eine Vertikalrichtung eines Isolierungssubstrats gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht beschränkt. In der vorliegenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen wird jedoch zum Zwecke des leichteren Verständnisses der Ausgestaltung des Isolationssubstrats die Montageflächenseite des Isolierungssubstrats, auf dem ein Wärmeerzeugungselement montiert ist, als die obere Seite des Isolierungssubstrats bezeichnet, und die gegenüberliegende Seite des Substrats wird als die untere Seite des Isolierungssubstrats bezeichnet.A vertical direction of an insulating substrate according to the present invention is not limited. In the present specification and the appended claims, however, for the purpose of facilitating understanding of the configuration of the insulating substrate, the mounting surface side of the insulating substrate on which a heat generating element is mounted is referred to as the upper side of the insulating substrate, and the opposite side of the substrate is referred to as the lower side of the insulating substrate.

Technischer HintergrundTechnical background

Als Material mit verbesserter Wärmeableitung aus Metall wie beispielsweise Aluminium und gesteuertem linearen Ausdehnungskoeffizient wird ein Aluminium-Kohlenstoffmaterial-Verbundmaterial untersucht.As a material with improved heat dissipation from metal such as aluminum and controlled linear expansion coefficient, an aluminum-carbon material composite is investigated.

Bekannt sind als Verfahren zur Herstellung dieses Verbundmaterials ein Verfahren, bei dem Kohlenstofffasern als Kohlenstoffmaterial in geschmolzenes Aluminium verbracht und verrührt und gemischt wird (Metallschmelze-Rührverfahren), ein Verfahren zur Drücken von geschmolzenem Aluminium in einen Kohlenstoffformkörper mit Hohlräumen (Metallschmelze-Schmiedeverfahren), ein Verfahren, bei dem Aluminiumpulver und Kohlenstoffpulver vermischt und unter Druck erhitzt werden (Pulvermetallurgisches Verfahren), und ein Verfahren, bei dem Aluminiumpulver und Kohlenstoffpulver gemischt und extrudiert werden (Pulver-Extrusionsverfahren).As a method for producing this composite material, there are known a method in which carbon fiber as a carbon material is placed in molten aluminum and stirred and mixed (molten metal stirring method), a method of pressing molten aluminum into a hollow carbon molded body (molten metal forging method) Method in which aluminum powder and carbon powder are mixed and heated under pressure (powder metallurgical method), and a method in which aluminum powder and carbon powder are mixed and extruded (powder extrusion method).

Jedoch war mit diesen Verfahren, da geschmolzenes Aluminium oder Aluminiumpulver verwendet wird, die Herstellungsarbeit kompliziert und die Herstellungsausrüstung war groß.However, with these methods, since molten aluminum or aluminum powder is used, the manufacturing work was complicated and the production equipment was large.

Die japanische, ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift Nr. 59-76840 (Patentdokument 1) offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines verstärkten Metallmaterials durch Herstellen eines Vor-Formerzeugnis (Prepreg) durch Bonden und Kleben eines anorganischen Whiskers an eine Metallfläche aus einem dünnen Metallblech mit einem organischen Bindemittel, und dann Erwärmen und mit Druck beaufschlagen einer Vielzahl von Vor-Formerzeugnisses in laminierter Form.Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-76840 (Patent Document 1) discloses a method of producing a reinforced metal material by forming a pre-molded product by bonding and bonding an inorganic whisker to a metal surface made of a thin metal sheet with an organic binder. and then heating and pressurizing a plurality of pre-formed products in laminated form.

Ferner offenbart das japanische Patent Nr. 5150905 (Patentdokument 2) ein Verfahren zur Herstellung eines metallbasierten Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffs als Metall-Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoff. In dem Verfahren werden Kohlenstofffasern mit einem organischen Bindemittel und einem Lösungsmittel gemischt, um ein Beschichtungsgemisch herzustellen. Anschließend wird das Beschichtungsgemisch auf einen bahnförmigen ooderfolienförmigen Metallträger angeheftet, um eine Vorform-Folie (beschichtete Folie) zu bilden. Danach wird eine Vielzahl von vorgeformten Folien gestapelt, um ein Laminat bzw. einen Schichtkörper zu bilden. Das wird das Laminat erhitzt und mit Druck beaufschlagt, um die vorgeformten Folien ineinander zu integrieren.Furthermore, this discloses Japanese Patent No. 5150905 (Patent Document 2) discloses a method of producing a metal-based carbon fiber composite material as a metal-carbon fiber composite material. In the process, carbon fibers are mixed with an organic binder and a solvent to produce a coating mixture. Subsequently, the coating mixture is adhered to a sheet-shaped or foil-shaped metal carrier to form a preform film (coated film). Thereafter, a plurality of preformed films are stacked to form a laminate. This heats and pressurizes the laminate to integrate the preformed films into one another.

Abgesehen von den obigen Dokumenten sind das japanische Patent Nr. 5145591 (Patentdokument 3) und die japanische, ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-25158 (Patentdokument 4) als weitere Dokumente bekannt, die ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials offenbaren.Apart from the above documents that are Japanese Patent No. 5145591 (Patent Document 3) and Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-25158 (Patent Document 4) are known as further documents disclosing a method of producing a metal-carbon fiber composite material.

Bei dem in den Patentdokumenten 2 bis 4 offenbarten Herstellungsverfahren wird ein Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterial durch einstückiges Fügen einer Vielzahl von Metallschichten und Kohlenstofffaserschichten in einem abwechselnd geschichteten Zustand erhalten.In the manufacturing method disclosed in Patent Documents 2 to 4, a metal-carbon fiber composite material is obtained by integrally joining a plurality of metal layers and carbon fiber layers in an alternately layered state.

Dokumente des Stands der Technik Documents of the prior art

PatentdokumentPatent document

  • Patentdokument 1: ungeprüfte japanischePatent Document 1: Japanese Unexamined
  • Patentoffenlegungsschrift Nr. 59-76840Patent Publication No. 59-76840
  • Patentdokument 2: japanisches Patent Nr. 5150905 Patent Document 2: Japanese Patent No. 5150905
  • Patentdokument 3: japanisches Patent Nr. 5145591 Patent Document 3: Japanese Patent No. 5145591
  • Patentdokument 4: ungeprüfte japanischePatent Document 4: Unexamined Japanese
  • Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-25158.Patent Publication No. 2015-25158.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Somit kann bei dem Verfahren zu Herstellung eines Verbundwerkstoffs in dem oben genannten Patentdokument 1, wenn die anorganische Whisker-Schicht, die an eine Metallfläche einer dünnen Metallplatte gebondet oder geklebt wird, zu dick ist, das Metall der dünnen Metallplatte nicht ausreichend in die anorganische Whisker-Schicht eindringen, es bilden sich Hohlräume in der anorganischen Whsiker-Schicht, und die dünnen Metallplatten, die auf beiden Seiten der anorganischen Metallschicht angeordnet sind, werden nicht fest aneinander gefügt. Aus diesen Gründen war die Festigkeit des Verbundmaterials gering.Thus, in the method of producing a composite material in the above-mentioned Patent Document 1, when the inorganic whisker layer bonded or bonded to a metal surface of a thin metal plate is too thick, the metal of the thin metal plate can not sufficiently into the inorganic whiskers Cavities are formed in the inorganic Whsiker layer, and the thin metal plates disposed on both sides of the inorganic metal layer are not firmly joined to each other. For these reasons, the strength of the composite material was low.

Die in den Patentdokumenten 2 bis 4 offenbarten Verbundmaterialien hatten die folgenden Nachteile.The composite materials disclosed in Patent Documents 2 to 4 had the following disadvantages.

Es wird angemerkt, dass in dieser Beschreibung bei einem Verbundwerkstoff eine Ebene senkrecht zu einer Laminierungsrichtung einer Metallschicht und einer Kohlenstofffaserschicht als „Ebene eines Verbundmaterials“ bezeichnet wird, und eine Ebenen-Richtung senkrecht zu der Laminierungsrichtung der Metallschicht und der Kohlenstofffaserschicht als „Ebenen-Richtung eines Verbundmaterials“ bezeichnet wird.It is noted that in this specification, in a composite, a plane perpendicular to a lamination direction of a metal layer and a carbon fiber layer is referred to as "a plane of a composite material," and a plane direction perpendicular to the lamination direction of the metal layer and the carbon fiber layer is referred to as "plane direction a composite material "is called.

Bei einem Verbundmaterial sind physikalische Eigenschaften des Verbundmaterials, z.B. ein linearer Ausdehnungskoeffizient und eine Wärmeleitfähigkeit, in der Faserrichtung (also der Ausrichtungsrichtung der Kohlenstofffaser) in der Ebene des Verbundmaterials und in einer Richtung senkrecht hierzu deutlich voneinander verschieden, falls Faserrichtungen der Kohlenstofffasern in einer Kohlenstofffaserschicht in einer Richtung innerhalb einer Ebene des Verbundmaterials ausgerichtet sind, als in Fällen, wo die Kohlenstofffasern in einer Richtung ausgerichtet sind. Deshalb gab es einen Nachteil dahingehend, dass das Verbundmaterial auf einfache Weise verzerrt wurde, wenn das Verbundmaterial erwärmt wurde.In a composite material, physical properties of the composite material, e.g. a linear expansion coefficient and a thermal conductivity, in the fiber direction (that is, the orientation direction of the carbon fiber) in the plane of the composite material and in a direction perpendicular thereto are significantly different from each other if fiber directions of the carbon fibers in a carbon fiber layer are aligned in a direction within a plane of the composite material, as in cases where the carbon fibers are aligned in one direction. Therefore, there was a disadvantage in that the composite material was easily distorted when the composite material was heated.

Unter diesen Umständen ist es denkbar, ein Laminat zu bilden, indem eine Vielzahl von Preform-Folien derart laminiert werden, dass Faserrichtungen von Kohlenstofffasern abwechselnd senkrecht werden.Under these circumstances, it is conceivable to form a laminate by laminating a plurality of preform films so that fiber directions of carbon fibers become alternately perpendicular.

Jedoch müssen in diesem Verfahren die Vorformfolien laminiert werden, während die Faserrichtungen der Kohlenstofffasern berücksichtig werden, weshalb der Laminierungsvorgang erschwert ist. Darüber hinaus war es schwierig, die physikalischen Eigenschaften (z.B. den linearen Ausdehnungskoeffizienten) in der schrägen Richtung (z.B. 45 Grad-Richtung) bezüglich der Faserrichtung der Kohlenstofffaser in der Ebene des Verbundmaterials gleich den physikalischen Eigenschaften der Kohlenstofffaser in der Faserrichtung und einer dazu senkrechten Richtung auszulegen.However, in this method, the preform films must be laminated while taking into account the fiber directions of the carbon fibers, making the lamination process difficult. Moreover, it has been difficult to match the physical properties (eg, the linear expansion coefficient) in the oblique direction (eg, 45 degree direction) with respect to the fiber direction of the carbon fiber in the plane of the composite material equal to the physical properties of the carbon fiber in the fiber direction and a direction perpendicular thereto interpreted.

Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts des oben genannten technischen Hintergrunds und es ist eine Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials, das physikalische Eigenschaften des Verbundmaterials in einer Ebenen-Richtung ausgleichen kann, und ein Verfahren zur Herstellung eines Isolationsmaterials anzugeben.The present invention has been made in view of the above technical background, and an object is to provide a method for producing a metal-carbon fiber composite material capable of balancing physical properties of the composite material in a plane direction and a method of manufacturing an insulating material.

Die anderen Zwecke und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus den folgenden bevorzugten Ausführungsformen ersichtlich.The other purposes and advantages of the present invention will become apparent from the following preferred embodiments.

Mittel zur Lösung der AufgabeMeans of solving the task

Die vorliegende Erfindung stellt die folgenden Mittel bereit.

  1. [1] Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    • Erhalten einer beschichteten Folie, bei der eine Kohlenstofffaserschicht auf einer Oberfläche einer Metallfolie durch Aufbringen einer Beschichtungsflüssigkeit gebildet wird, die Kohlenstofffasern, ein Bindemittel, und ein Lösungsmittel für das Bindemittel in einem gemischten Zustand enthält, auf die Oberfläche der Metallfolie mit einer Tiefdruckbeschichtungsvorrichtung, die mit einer Tiefdruckwalze versehen ist, bei der eine Reihe von Zellen auf einer Umfangsfläche davon gebildet sind;
    • Bilden eines Laminats in einem Zustand, bei dem eine Vielzahl von beschichteten Folien laminiert ist; und
    • einstückiges Fügen der beschichteten Folien durch Erhitzen des Laminats, um das Bindemittel aus dem Laminat zu entfernen, und Erhitzen des Laminats, während das Laminat in einer Laminierungsrichtung der beschichteten Folien mit Druck beaufschlagt wird,
    • wobei eine Form der Zelle der Tiefdruckwalze eine Becherform ist und ein Durchmesser eines Kreises, der einer Mündungsform der Zelle einbeschrieben ist, auf das 1,2-fache oder mehr einer durchschnittlichen Faserlänge der Kohlenstofffasern eingestellt wird.
  2. [2] Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials nach dem oben genannten Punkt 1, wobei der Schritt des Erhaltens der beschichteten Folie einen Schritt des Entfernens des Lösungsmittels aus der Kohlenstofffaserschicht umfasst, die auf der Oberfläche der Metallfolie gebildet wird.
  3. [3] Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials nach dem oben genannten Punkt 1, wobei der Schritt des Erhaltens der beschichteten Folie einen Schritt des Entfernens des Lösungsmittels aus der Kohlenstofffaserschicht, die auf der Oberfläche der Metallfolie gebildet ist, umfasst, ohne die Oberfläche der Kohlenstofffaserschicht einer Streichnivellierungsverarbeitung zu unterziehen.
  4. [4] Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials nach einem der oben genannten Punkte 1 bis 3, wobei in dem Schritt des einstückigen Fügens der beschichteten Folien das Bindemittel von dem Laminat während des Erhitzens des Laminats entfernt wird, so dass eine Temperatur des Laminats auf eine Temperatur ansteigt, bei der die beschichteten Folien einstückig gefügt werden.
  5. [5] Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials nach einem der oben genannten Punkte 1 bis 4, wobei die Form der Zelle zumindest eine Form ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Gitterform, einer Pyramidenform, einer sechseckigen Form, und einer kreisrunden Form ist.
  6. [6] Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials nach einem der oben genannten Punkte 1 bis 5, wobei die Metallfolie eine Aluminiumfolie und/oder eine Kupferfolie ist.
  7. [7] Verfahren zur Herstellung eines Isolierungssubstrats mit einer Vielzahl von Isolierungssubstrat-Bestandteilschichten, die in einem laminierten Zustand zu integrieren sind, wobei zumindest eine Bestandteilschicht der Vielzahl von Bestandteilschichten aus einer Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterial hergestellt ist, und das Verbundmaterial durch ein Verfahren zur Herstellung des Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials nach einem der oben genannten Punkte 1 bis 6 hergestellt wird.
The present invention provides the following means.
  1. [1] A method of producing a metal-carbon fiber composite material, the method comprising the steps of:
    • Obtaining a coated film in which a carbon fiber layer is formed on a surface of a metal foil by applying a coating liquid containing carbon fibers, a binder, and a solvent for the binder in a mixed state, to the surface of the metal foil with a gravure coater coated with a gravure roll in which a series of cells are formed on a peripheral surface thereof;
    • Forming a laminate in a state where a plurality of coated films are laminated; and
    • integrally joining the coated films by heating the laminate to remove the binder from the laminate, and heating the laminate while pressurizing the laminate in a direction of lamination of the coated films,
    • wherein a shape of the cell of the intaglio roll is a cup shape and a diameter of a circle inscribed in a mouth shape of the cell is set to be 1.2 times or more an average fiber length of the carbon fibers.
  2. [2] A method of producing a metal-carbon fiber composite material according to the above-mentioned 1, wherein the step of obtaining the coated film comprises a step of removing the solvent from the carbon fiber layer formed on the surface of the metal foil.
  3. [3] A method of producing a metal-carbon fiber composite material according to the above-mentioned 1, wherein the step of obtaining the coated film comprises a step of removing the solvent from the carbon fiber layer formed on the surface of the metal foil, without the Surface of the carbon fiber layer of a strike leveling processing.
  4. [4] The method of producing a metal-carbon fiber composite material according to any one of the above-mentioned 1 to 3, wherein in the step of integrally joining the coated films, the binder is removed from the laminate during heating of the laminate so that a temperature of the laminate Laminates to a temperature at which the coated films are joined in one piece.
  5. [5] The process for producing a metal-carbon fiber composite material according to any one of the above 1 to 4, wherein the shape of the cell is at least one shape selected from the group consisting of a lattice shape, a pyramid shape, a hexagonal shape, and a circular shape is.
  6. [6] A method of producing a metal-carbon fiber composite material according to any one of items 1 to 5 above, wherein the metal foil is an aluminum foil and / or a copper foil.
  7. [7] A method of manufacturing an insulating substrate having a plurality of insulating substrate constituent layers to be integrated in a laminated state, wherein at least one constituent layer of the plurality of constituent layers is made of a metal-carbon fiber composite material, and the composite material by a method of Preparation of the metal-carbon fiber composite material according to one of the above items 1 to 6 is produced.

Wirkungen der ErfindungEffects of the invention

Die vorliegende Erfindung entfaltet die folgenden Wirkungen.The present invention has the following effects.

Bei dem oben genannten Punkt [1] kann mittels Durchführung der Schritte des Aufbringens einer Beschichtungsflüssigkeit auf eine Oberfläche einer Metallfolie, Bilden eines Laminats in einem Zustand, in dem eine Vielzahl von beschichteten Folien laminiert ist, und einstückiges Fügen der beschichteten Folien durch Druckbeaufschlagen und Erhitzen des Laminats ein Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterial auf kostengünstige Weise massenproduziert werden.In the above [1], by performing the steps of applying a coating liquid to a surface of a metal foil, forming a laminate in a state where a plurality of coated foils are laminated, and integrally joining the coated foils by pressurizing and heating of the laminate, a metal-carbon fiber composite material can be mass-produced in a cost-effective manner.

Ferner kann durch Entfernen des Bindemittels von dem Laminat die Wärmeleitfähigkeit des erhaltenen Verbundmaterials zuverlässig erhöht werden.Further, by removing the binder from the laminate, the thermal conductivity of the obtained composite material can be reliably increased.

Ferner kann durch eine Konfiguration derart, dass die Beschichtungsvorrichtung zum Aufbringen einer Beschichtungsflüssigkeit auf die Oberfläche der Metallfolie die Tiefdruckbeschichtungsvorrichtung ist, die Zellform der Tiefdruckwalze der Tiefdruckbeschichtungsvorrichtung eine Becherform ist, und der Durchmesser des in dem Mündungsbereich der Zeile einbeschriebenen Kreises auf das 1,2-fache oder mehr der durchschnittlichen Faserlänge der Kohlenstofffaser eingestellt ist, eine Kohlenstofffaserschicht auf der Oberfläche der Metallfolie gebildet werden, so dass die Faserrichtungen der Kohlenstofffasern in der Oberfläche der Metallfolie statistisch bzw. zufällig werden. Aus diesem Grund können die physikalischen Eigenschaften des Verbundmaterials in der Ebenenrichtung ausgeglichen werden. Zudem ist es nicht nötig, die Faserrichtungen der Kohlenstofffasern bei der Bildung des Laminats zu berücksichtigen, so dass die physikalischen Eigenschaften des Verbundmaterials in der Ebenen-Richtung auf einfache Weise ausgeglichen werden können.Further, by a configuration such that the coating apparatus for applying a coating liquid to the surface of the metal foil is the gravure coater, the cell shape of the gravure roll of the gravure coater is a cup shape, and the diameter of the circle inscribed in the mouth portion of the row is set to the 1,2- Fache or more is set to an average fiber length of the carbon fiber, a carbon fiber layer is formed on the surface of the metal foil so that the fiber directions of the carbon fibers in the surface of the metal foil become random. For this reason, the physical properties of the composite material in the plane direction can be compensated. In addition, it is not necessary to consider the fiber directions of the carbon fibers in the formation of the laminate, so that the physical properties of the composite material in the plane direction can be easily compensated.

Bei dem vorgenannten Punkt [2] ist es durch Entfernen des Lösungsmittels aus der Kohlenstofffaserschicht möglich, die beschichteten Folien in dem Schritt des einstückigen Fügen der beschichteten Folien zufriedenstellend einstückig zu fügen.In the aforementioned item [2], by removing the solvent from the carbon fiber layer, it is possible to satisfactorily integrate the coated films in the step of integrally joining the coated films.

Bei dem oben genannten Punkt [3] können die Faserrichtungen der Kohlenstofffasern in der Kohlenstofffaserschicht in einem statistischen Zustand gehalten bzw. beibehalten werden, indem die Oberfläche der Kohlenstofffaserschicht nicht einer Streichnivellierungsverarbeitung unterzogen wird. Im Ergebnis kann die Einheitlichkeit der physikalischen Eigenschaften des Verbundmaterials in der Ebenenrichtung zuverlässig erhalten werden.In the above-mentioned point [3], the fiber directions of the carbon fibers in the carbon fiber layer can be kept in a statistical state by not subjecting the surface of the carbon fiber layer to doctoring processing. As a result, the uniformity of the physical properties of the composite material in the plane direction can be reliably obtained.

Bei dem oben genannten Punkt [4] kann die Herstellung des Verbundmaterials auf einfache Weise durch Entfernen des Bindemittels von dem Laminat während des Erhitzens des Laminats durchgeführt werden, so dass die Temperatur des Laminats auf eine Temperatur ansteigt, bei der die beschichteten Folien einstückig gefügt werden.In the above-mentioned point [4], the production of the composite material can be easily performed by removing the binder from the laminate during the heating of the laminate, so that the temperature of the laminate rises to a temperature at which the coated films are integrally joined ,

Bei dem oben genannten Punkt [5] ist die Form der Zelle zumindest eine Form ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Gitterform, einer Pyramidenform, einer sechseckigen Form, und einer kreisrunden Form. Aus diesem Grund kann die Kohlenstofffaserschicht auf der Oberfläche der Metallfolie gebildet werden, so dass die Faserrichtungen der Kohlenstofffasern in der Oberfläche der Metallfolie zuverlässig statistisch werden. Im Ergebnis kann die Einheitlichkeit der physikalischen Eigenschaften des Verbundmaterials in der Ebenen-Richtung zuverlässig erhalten werden.In the above-mentioned point [5], the shape of the cell is at least one shape selected from the group consisting of a lattice shape, a pyramid shape, a hexagonal shape, and a circular shape. For this reason, the carbon fiber layer can be formed on the surface of the metal foil so that the fiber directions of the carbon fibers in the surface of the metal foil become reliably random. As a result, the uniformity of the physical properties of the composite material in the plane direction can be reliably obtained.

Bei dem oben genannten Punkt [6], da die Metallfolie eine Aluminiumfolie und/oder eine Kupferfolie ist, kann ein Verbundmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit zuverlässig erhalten werden.In the above-mentioned point [6], since the metal foil is an aluminum foil and / or a copper foil, a composite material having high heat conductivity can be reliably obtained.

Bei dem oben genannten Punkt [7] kann ein Isolierungssubstrat mit einer hohen Zuverlässigkeit gegen Temperaturveränderungen wie z.B. einem Kalt/Warm-Zyklus hergestellt werden.In the above-mentioned point [7], an insulating substrate having high reliability against temperature changes such as e.g. a cold / warm cycle are produced.

Figurenlistelist of figures

  • 1 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Herstellen eines Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmamterials gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 1 FIG. 10 is a flowchart showing a method of manufacturing a metal-carbon fiber composite material according to an embodiment of the present invention.
  • 2 ist ein schematisches Diagramm, das Schritte zum Erhalten einer beschichteten Folie darstellt. 2 Fig. 10 is a schematic diagram illustrating steps for obtaining a coated film.
  • 3A ist eine Draufsicht, die einen Anordnungszustand von Gitterformzellen auf einer Umfangsfläche einer Tiefdruckwalze 21 darstellt; 3A Fig. 10 is a plan view illustrating an arrangement state of lattice forming cells on a peripheral surface of a gravure roll 21;
  • 3B ist eine perspektivische Ansicht, die die Form der Gitterformzelle aus 3A darstellt; 3B Fig. 16 is a perspective view showing the shape of the grid molding cell 3A represents;
  • 4A ist eine Draufsicht, die einen Anordnungszustand von pyramidenfömigen Zellen auf einer Umfangsfläche der Tiefdruckwalze darstellt; 4A Fig. 12 is a plan view illustrating an arrangement state of pyramidal cells on a peripheral surface of the gravure roll;
  • 4B ist eine perspektivische Ansicht, die die Form der pyramidenförmigen Zelle aus 4A darstellt; 4B is a perspective view showing the shape of the pyramidal cell 4A represents;
  • 5A ist eine Draufsicht, die einen Anordnungszustand von sechseckig geformten Zellen in einer Umfangsfläche einer Tiefdruckwalze darstellt; 5A Fig. 10 is a plan view illustrating an arrangement state of hexagon-shaped cells in a peripheral surface of a gravure roll;
  • 5B ist eine perspektivische Ansicht, die die Form der sechseckig geformten Zelle aus 5A veranschaulicht; 5B Fig. 12 is a perspective view showing the shape of the hexagonal shaped cell 5A illustrated;
  • 6A ist eine Draufsicht, die einen Anordungszustand von kreisfrömigen Zellen auf einer Umfangsfläche einer Tiefdruckwalze darstellt; 6A Fig. 10 is a plan view illustrating an arrangement state of circular cells on a peripheral surface of a gravure roll;
  • 6B ist eine perspektivische Ansicht, die die Form der kreisförmigen Zelle aus 6A darstellt; 6B is a perspective view showing the shape of the circular cell 6A represents;
  • 7A ist eine Seitenansicht einer Zelle in einem Fall, bei dem die Bodenfläche der Zelle eine flache Form hat; 7A Fig. 10 is a side view of a cell in a case where the bottom surface of the cell has a flat shape;
  • 7B ist eine Seitenansicht der Zelle in einem Fall, bei dem die Bodenfläche der Zelle eine konkave Kegelform hat; 7B Fig. 10 is a side view of the cell in a case where the bottom surface of the cell has a concave conical shape;
  • 7C ist eine Seitenansicht der Zelle in einem Fall, bei dem Kommunikationsanschlüsse an der Innenumfangseitenoberfläche der Zelle vorgesehen sind; 7C Fig. 12 is a side view of the cell in a case where communication ports are provided on the inner peripheral side surface of the cell;
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht einer Zelle in einem Fall, bei dem Kommunikationsanschlüsse an der Innenumfangsseite der Zelle vorgesehen sind; 8th Fig. 15 is a perspective view of a cell in a case where communication ports are provided on the inner peripheral side of the cell;
  • 9 ist eine perspektivische Ansicht, wenn ein Streifenelement der beschichteten Folie abgelängt wurde; 9 Fig. 12 is a perspective view when a strip member of the coated film has been cut to length;
  • 10 ist eine schematische Seitenansicht eines Laminats, der durch Laminieren einer Vielzahl von beschichteten Folien gebildet wird; 10 Fig. 12 is a schematic side view of a laminate formed by laminating a plurality of coated films;
  • 11 ist eine schematische Ansicht zum Erlätern eines Schritts des ganzheitlichen Sinterns von beschichteten Folien; 11 Fig. 12 is a schematic view for explaining a step of integrally sintering coated films;
  • 12 ist ein Diagramm (Schaubild), das ein Beispiel einer Temperaturkurve zum Zeitpunkt des Erhitzens eines Laminats in dem Schritt des ganzheitlichen Sinterns von beschichteten Folien zeigt; 12 Fig. 10 is a diagram (graph) showing an example of a temperature curve at the time of heating a laminate in the step of holistically sintering coated films;
  • 13 ist eine schematische Seitenansicht eines Verbundmaterials dieser Ausführungsform, das durch ganzheitlichen Sintern von beschichteten Folien ehalten wurde; 13 Figure 3 is a schematic side view of a composite material of this embodiment obtained by integral sintering of coated films;
  • 14 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbundmaterials, das verschiedene Richtungen zeigt, die durch ein Verbundmaterial dieser Ausführungsform definiert werden; 14 Fig. 15 is a perspective view of a composite material showing various directions defined by a composite material of this embodiment;
  • 15 ist eine Seitansicht eines Isolierungssubstrats. 15 is a side view of an insulating substrate.

AUSFÜHRUNGSFORM ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGEMBODIMENT FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

Wie in 1 dargestellt umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials (Verbund) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Schritt S1 des Erhaltens einer beschichteten Folie, einen Schritt S2 des Bildens eines Laminats, und einen Schritt S3 des ganzheitlichen Sinterns der beschichteten Folien. Diese Schritte werden in dieser Reihenfolge durchgeführt.As in 1 That is, a process for producing a metal-carbon fiber composite according to an embodiment of the present invention includes a step S1 of obtaining a coated film, a step S2 of forming a laminate, and a step S3 of integrally sintering the coated films. These steps are performed in this order.

Schritt S1 des Erhaltens einer beschichteten Folie ist ein Schritt zum Erhalten eines bandartigen Streifenelements 12A der beschichteten Folie 12 (also eine bandartige, lange beschichtete Folie 12), wie ausführlich in 2 beschrieben. Mit anderen Worten ist dieser Schritt S1 ein Schritt des Erhaltens eines Streifenelements 12A der beschichteten Folie 12, bei der eine Kohlenstofffaserschicht 11, die aus einer Beschichtungsflüssigkeit 5 auf der Oberfläche 10a des Streifenelements 10a der Metallfolie 10 gebildet wird durch Aufbringen der Beschichtungsflüssigkeit 5 auf die Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10. Die Beschichtungsflüssigkeit 5 ist ein Gemisch, das eine Kohlenstofffaser 1, ein Bindemittel 2, und ein Lösungsmittel 3 für das Bindemittel 2 in einem gemischten Zustand enthält.Step S1 of obtaining a coated film is a step of obtaining a tape-like strip member 12A of the coated film 12 (ie a tape-like, long-coated film 12 ), as detailed in 2 described. In other words, this step S1 is a step of obtaining a stripe element 12A the coated film 12 in which a carbon fiber layer 11 made from a coating liquid 5 on the surface 10a of the strip member 10a of the metal foil 10 is formed by applying the coating liquid 5 on the surface 10a of the strip element 10A the metal foil 10. The coating liquid 5 is a mixture that is a carbon fiber 1 , a binder 2 , and a solvent 3 for the binder 2 in a mixed state.

Ferner umfasst Schritt S1 des Erhaltens der beschichteten Folie 12 einen Schritt S1a des Entfernens des Lösungsmittels 3 aus der Kohlenstofffaserschicht 11, die auf der Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 gebildet ist (siehe 1).Further, step S1 includes obtaining the coated film 12 a step S1a of removing the solvent 3 from the carbon fiber layer 11 on the surface 10a of the strip element 10A the metal foil 10 is formed (see 1 ).

Wie in 10 dargestellt ist Schritt S2 des Bildens eines Laminats bzw. Schichtkörpers 15 ein Schritt der Bildung eines Laminats 15 in einem Zustand, in dem eine Vielzahl von beschichteten Folien 12 laminiert werden.As in 10 2, step S2 of forming a laminate is illustrated 15 a step of forming a laminate 15 in a state where a variety of coated films 12 be laminated.

Wie in 11 dargestellt, ist Schritt S3 des ganzheitlichen Sinterns der beschichteten Folien 12 ein Schritt des ganzheitlichen Sinterns der beschichteten Folien 12 durch Erhitzen, während das Laminat 15 in der Laminierungsrichtung der beschichteten Folien 12 (also in der Dickenrichtung des Laminats 15) mit Druck beaufschlagt wird. Dieser Schritt SS3a umfasst einen Schritt des Entfernens des Bindemittels 2 von dem Laminat 15 durch Erhitzen des Laminats 15 (siehe 1).As in 11 is shown, step S3 is the holistic sintering of the coated films 12 a step of holistic sintering of the coated films 12 by heating while the laminate 15 in the lamination direction of the coated films 12 (ie in the thickness direction of the laminate 15 ) is pressurized. This step SS3a includes a step of removing the binder 2 from the laminate 15 by heating the laminate 15 (please refer 1 ).

Schritt S3 des ganzheitlichen Sinterns der beschichteten Folien 12 entspricht einem bevorzugten Beispiel des Schritts des einstückigen Fügens der beschichteten Folien 12, wie in den Ansprüchen angegeben.Step S3 of the integral sintering of the coated films 12 corresponds to a preferred example of the step of integrally joining the coated films 12 as stated in the claims.

Das Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterial 17 gemäß dieser Ausführungsform meint ein Verbundmaterial, das ein als Matrix verwendetes Metall und Kohlenstofffasern 1 als Material enthält, das mit dem Metall (Matrix) verbunden werden soll. Mit anderen Worten kann dieses Verbundmaterial 17 als Metallmatrix-Verbundmaterial betrachtet werden, das Kohlenstofffasern 1 enthält. The metal-carbon fiber composite material 17 According to this embodiment, a composite material that includes a metal and carbon fibers used as matrix means 1 as a material to be connected to the metal (matrix). In other words, this composite material can 17 be considered as a metal matrix composite material containing carbon fibers 1.

Wie in 13 dargestellt ist das Verbundmaterial 17, das in dieser Ausführungsform erhalten wird, ein Verbundmaterial, bei dem eine Metallschicht aus einer Metallfolie 10 und eine Kohlenstofffaserschicht 11, die vorwiegend aus Kohlenstofffasern 1 gebildet wird, ganzheitlich in einer abwechselnd laminierten Weise gesintert werden. Ein Teil des Metalls der Metallfolie 10 wird in die Kohlenstofffaserschicht 11 eingebracht. Bei diesem Verbundmaterial 17 entspricht das Metall der Matrix, und die Kohlenstofffaser 1 entspricht dem Material, das mit dem Metall (Matrix) verbunden werden soll.As in 13 shown is the composite material 17 obtained in this embodiment, a composite material in which a metal layer of a metal foil 10 and a carbon fiber layer 11 mainly made of carbon fibers 1 is formed to be sintered holistically in an alternately laminated manner. Part of the metal of the metal foil 10 is introduced into the carbon fiber layer 11. In this composite material 17, the metal corresponds to the matrix, and the carbon fiber 1 corresponds to the material to be bonded to the metal (matrix).

Dieses Verbundmaterial 17 kann geeigneterweise als Material von zumindest einer Bestandteilschicht unter der Vielzahl von Isolierungssubstrat-Bestandteilschichten 51 bis 55 verwendet werden, die das in 15 gezeigte Isolierungssubstrat 50 darstellen.This composite material 17 may suitably be used as a material of at least one constituent layer among the plurality of insulating substrate constituent layers 51 to 55, which may be the one described in U.S. Pat 15 represent isolation substrate 50.

Das Isolierungssubstrat 50 wird als Substrat eines elektronischen Bauteils wie beispielsweise ein Substrat eines Leistungsmoduls verwendet. Das Isolierungssubstrat 50 ist durch eine Verdrahtungsschicht 51, eine erste Belastungspufferschicht 52, eine Keramikschicht (Isolierungsschicht) 53, eine zweite Belastungspufferschicht 54, und eine Metallkühlschicht 55, als Vielzahl von Bestandteilschichten, gebildet. Diese Bestandteilschichten 51 bis 55 werden durch eine vorgegebene Fügeeinrichtung, wie beispielsweise Löten in einem Zustand einstückig gefügt, in dem die Verdrahtungsschicht 51, die erste Belastungspufferschicht 52, die Keramikschicht 53, die zweite Belastungspufferschicht 54, und die Kühlschicht 55 der Reihe nach von oben nach unten laminiert werden.The insulating substrate 50 is used as a substrate of an electronic component such as a substrate of a power module. The insulating substrate 50 is formed by a wiring layer 51, a first stress buffer layer 52, a ceramic layer (insulation layer) 53, a second stress buffer layer 54, and a metal cooling layer 55 as a plurality of constituent layers. These constituent layers 51 to 55 are integrally joined by a predetermined joining means such as soldering in a state in which the wiring layer 51, the first stress buffer layer 52, the ceramic layer 53, the second stress buffer layer 54, and the cooling layer 55 sequentially from above laminated down.

Die Montagefläche 50a des Isolierungssubstrats 50 ist eingerichtet, ein wärmeerzeugendes Element 56 (durch eine 2-Punkt-Strichlinie angedeutet) zu montieren, z.B. ein elektronisches Element, in einem Zustand, in dem es durch Löten oder dergleichen gefügt ist. Die Montagefläche 50a wird durch die obere Fläche der Verdrahtungsschicht 51 gebildet.The mounting surface 50a of the insulating substrate 50 is configured to mount a heat generating element 56 (indicated by a 2-dot chain line), e.g. an electronic element in a state of being joined by soldering or the like. The mounting surface 50 a is formed by the upper surface of the wiring layer 51.

Die Kühlschicht 55 ist eine Schicht zur Kühlung des wärmeerzeugenden Elements 56 und umfasst zum Beispiel eine Vielzahl von wärmeableitenden Finnen 55a, die Kühlelemente sind (einschließlich wärmestrahlenden Elementen). Allgemein ist die Kühlschicht 55 aus Aluminium oder Kupfer gefertigt.The cooling layer 55 is a layer for cooling the heat generating element 56 and includes, for example, a plurality of heat dissipating fins 55a that are cooling elements (including heat radiating elements). Generally, the cooling layer 55 is made of aluminum or copper.

Bei dem Verbundmaterial 17 dieser Ausführungsform kann der lineare Ausdehnungskoeffizient in der Ebenen-Richtung auf einen Zwischenwert zwischen dem linearen Ausdehnungskoeffizienten von Metall und den linearen Ausdehnungskoeffizienten von Keramik eingestellt sein. Deshalb ist es bei dem Isolierungssubstrat 50 bevorzugt, dass insbesondere die erste und/oder die zweite Belastungspufferschicht 52 und 54 unter diesen Bestandteilschichten 51 bis 55 durch das Verbundmaterial 17 dieser Ausführungsform gebildet wird.In the composite material 17 In this embodiment, the linear expansion coefficient in the plane direction may be set to an intermediate value between the linear expansion coefficient of metal and the coefficient of linear expansion of ceramics. Therefore, it is preferable in the insulating substrate 50 that, in particular, the first and / or the second stress buffer layers 52 and 54 under these constituent layers 51 to 55 are penetrated by the composite material 17 this embodiment is formed.

Das Verbundmaterial 17 dieser Ausführungsform kann als Metallmatrix-Verbundmaterial betrachtet werden, das mit Kohlenstofffasern 1 verstärkt ist und einen hohen Elastizitätsmodul hat. Aus diesem Grund kann es zweckmäßig als Material für ein Element verwendet werden, das eine hohe mechanische Festigkeit haben soll.The composite material 17 This embodiment can be considered as a metal matrix composite reinforced with carbon fibers 1 and having a high elastic modulus. For this reason, it may be suitably used as a material for an element to have a high mechanical strength.

Als nächstes wird jeder Schritt ausführlich beschrieben.Next, each step will be described in detail.

<Schritt S1 des Erhaltens der beschichteten Folie 12><Step S1 of obtaining the coated film 12 >

Die Beschichtungsflüssigkeit 5, die in diesem Schritt S1 verwendet wird, wird zum Beispiel wie folgt erhalten. Wie in 2 dargestellt werden eine große Menge an Kohlenstofffasern 1, ein Bindemittel 2, und ein Lösungsmittel 3 für das Bindemittel 2 in einen Mischbehälter 41 verbracht, und sie werden mit einer Rühr- und Mischvorrichtung 42 gerührt und vermischt. Dadurch wird eine Beschichtungsflüssigkeit 5 erhalten, die die Kohlenstofffasern 1, das Bindemittel 2 und das Lösungsmittel 3 in einem gemischten Zustand enthält. Zu diesem Zeitpunkt kann dem Mischbehälter bei Bedarf ein Dispergiermittel, ein Entschäumer, ein Oberflächen-Konditionierer, ein Viskositätsmodifizierungsmittel, etc. hinzugefügt werden und darin gerührt und gemischt werden.The coating liquid 5 which is used in this step S1 is obtained as follows, for example. As in 2 are shown a large amount of carbon fibers 1, a binder 2 , and a solvent 3 for the binder 2 placed in a mixing tank 41, and they are stirred and mixed with a stirring and mixing device 42. This will become a coating liquid 5 get that the carbon fibers 1 , the binder 2 and the solvent 3 in a mixed state. At this time, if necessary, a dispersant, a defoamer, a surface conditioner, a viscosity modifier, etc. may be added to the mixing vessel and stirred and mixed therein.

Die Rühr- und Mischvorrichtung 42 ist nicht spezifisch beschränkt, und eine Rührvorrichtung mit Rührklingen, ein Planetenmischer, ein Homodisersor, eine Kugelmühle, etc. können verwendet werden.The stirring and mixing device 42 is not specifically limited, and a stirrer-type stirring device, a planetary mixer, a homodisor, a ball mill, etc. may be used.

Die spezifische Erläuterung der Karbonfasern 1, des Bindemittels 2, und des Lösungsmittels 3 werden später beschrieben. The specific explanation of the carbon fibers 1 , the binder 2, and the solvent 3 will be described later.

Als Beschichtungsvorrichtung zur Aufbringung der Beschichtungsflüssigkeit 5 wird eine Tiefdruckbeschichtungsvorrichtung (z.B. ein Tiefdruckbeschichter) 20 verwendet.As a coating device for applying the coating liquid 5, a gravure coater (e.g., a gravure coater) 20 is used.

Die Tiefdruckbeschichtungsvorrichtung 20 ist insbesondere eine Direkttiefdruckbeschichtungsvorrichtung (z.B. ein Direkttiefdruckbeschichter) und ist mit einer Tiefdruckwalze 21, einer Stützwalze 23, einem Beschichtungsflüssigkeit-Aufbringmittel 25, um die Beschichtungsflüssigkeit 5 an der Umfangsfläche 21a der Tiefdruckwalze 21 etc. anhaften zu lassen, etc. ausgestattet. Auf der gesamten Umfangsfläche 21a der Tiefdruckwalze 21 ist eine große Anzahl von Zellen (Ausnehmungen) 22 in einer geordneten Weise vorgesehen(siehe 3A, 4A, 5A und 6A). Eine Trennwand 21b ist zwischen benachbarten Zellen 22 gebildet, und jede Zelle 22 wird durch diese Trennwand 21b getrennt. Die Stützwalze 23 ist angeordnet, so dass sie der Tiefdruckwalze 21 zugewandt ist.The gravure coating device 20 In particular, a direct gravure coating apparatus (eg, a direct gravure coater) is provided with a gravure roll 21, a backup roll 23, a coating liquid applying means 25 for adhering the coating liquid 5 to the peripheral surface 21a of the gravure roll 21, etc. On the entire peripheral surface 21a of the gravure roll 21 is a large number of cells (recesses) 22 provided in an orderly manner (see 3A . 4A . 5A and 6A ). A partition 21b is between adjacent cells 22 formed, and every cell 22 is separated by this partition 21b. The back-up roll 23 is disposed so as to face the gravure roll 21.

Die Beschichtungsflüssigkeit-Aufbringungseinrichtung 25 ist mit einer Beschichtungsflüssigkeitswanne 26 versehen, die die Beschichtungsflüssigkeit 5 in dieser Ausführungsform enthält, und eingerichtet ist, die Beschichtungsflüssigkeit 5 auf die Umfangsfläche 21a der Tiefdruckwalze 21 aufzubringen, indem die Tiefdruckwalze 21 um ihre Zentralachse in einem Zustand gedreht wird, in dem ein Teil der Umfangsrichtung der Umfangsfläche 21a der Tiefdruckwalze 21 in der Beschichtungsflüssigkeit 5 in der Wanne 26 eingetaucht wird. Die Kohlenstofffasern 1 in der Beschichtungsflüssigkeit 5 in der Wanne 26 werden in der Beschichtungsflüssigkeit 5 dispergiert, so dass ihre Faserrichtungen statistisch verteilt sind.The coating liquid applying means 25 is provided with a coating liquid tank 26 containing the coating liquid 5 in this embodiment, the coating liquid contains and is set up 5 on the peripheral surface 21a of the gravure roll 21 apply by the gravure roll 21 is rotated about its central axis in a state in which a part of the circumferential direction of the peripheral surface 21a of the gravure roll 21 is immersed in the coating liquid 5 in the tub 26. The carbon fibers 1 in the coating liquid 5 in the tub 26 are in the coating liquid 5 dispersed so that their fiber directions are statistically distributed.

Bei der Tiefdruckbeschichtungsvorrichtung 20, die in 2 dargestellt ist, wird das von der Abwickelrolle 27a abgewickelte Streifenelement 10A der Metallfolie 10 durch die Wickelrolle 27b aufgewickelt, nachdem sie nachfolgend die Tiefdruckwalze 21 und die Stützwalze 23 und das Innere des Trocknungsofens 28 als Trockenvorrichtung mit einer vorgegebenen Zufuhrrate ungefähr in der horizontalen Richtung durchlaufen hat.In the gravure coating apparatus 20 , in the 2 is shown, the unwound from the unwinding roll 27 a strip element 10A the metal foil 10 wound up by the winding roller 27b after having passed therethrough the intaglio roller 21 and the back-up roller 23 and the inside of the drying oven 28 as a drying device at a predetermined supply rate approximately in the horizontal direction.

Die Zufuhrrichtung F des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 ist auf die Längsrichtung des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 eingestellt. Eine Richtung parallel zu der Zufuhrrichtung F ist die Beschichtungsrichtung der Beschichtungsflüssigkeit 5 auf die Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 durch die Tiefdruckbeschichtungsvorrichtung 20 (insbesondere die Tiefdruckwalze 21 der Tiefdruckbeschichtungsvorrichtung 20).The feeding direction F of the strip element 10A the metal foil 10 is on the longitudinal direction of the strip element 10A the metal foil 10 set. A direction parallel to the feeding direction F is the coating direction of the coating liquid 5 on the surface 10a of the strip member 10A of the metal foil 10 by the gravure coater 20 (specifically, the intaglio roll 21 of the gravure coater 20 ).

In dieser Ausführungsform ist die Tiefdruckwalze 21 auf der unteren Seite des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 derart angeordnet, dass sie das Streifenelement 10A der Metallfolie 10 vollständig in der Breitenrichtung quert, und die Stützwalze 23 ist auf der oberen Seite des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 derart angeordnet, so dass sie das Streifenelement 10A der Metallfolie 10 vollständig in der Breitenrichtung quert. Deshalb ist die Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10, auf die die Beschichtungsflüssigkeit 5 aufgebracht wird, die untere Oberfläche des Streifenelements 10A der Metallfolie 10.In this embodiment, the gravure roll is 21 on the lower side of the strip element 10A the metal foil 10 arranged such that it the strip element 10A the metal foil 10 completely traverses in the width direction, and the back-up roll 23 is on the upper side of the strip member 10A of the metal foil 10 arranged so that they are the strip element 10A the metal foil 10 completely in the width direction. Therefore, the surface 10a of the strip member 10A the metal foil 10 to which the coating liquid 5 is applied, the lower surface of the strip element 10A the metal foil 10 ,

In der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10, die durch die Beschichtungsflüssigkeit 5 beschichtet werden soll, nicht auf die untere Oberfläche des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 beschränkt. Zum Beispiel kann sie die obere Oberfläche bzw. Oberseite des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 oder die obere und untere Oberfläche des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 sein.In the present invention, the surface 10a of the strip member 10A the metal foil 10 which is to be coated by the coating liquid 5, not on the lower surface of the strip member 10A the metal foil 10 limited. For example, it may be the top surface of the strip element 10A the metal foil 10 or the upper and lower surfaces of the strip element 10A be the metal foil 10.

Die Beschichtung der Beschichtungsflüssigkeit 5 erfolgt, wenn das Streifenelement 10A der Metallfolie 10 zwischen der Tiefdruckwalze 21 und der Stützwalze 23 hindurchtritt. Mit anderen Worten, haftet die Beschichtungsflüssigkeit 5 in der Wanne 26 bei sich drehender Tiefdruckwalze 21 an der Umfangsfläche 21a der Tiefdruckwalze 21 an und die Beschichtungsflüssigkeit 5 gelangt in jede Zelle 22. Dann wird die überschüssige Beschichtungsflüssigkeit 5, die an der Umfangsfläche 21a der Tiefdruckwalze 21 anhaftet, mit der Rakel (Abstreifer) 24 abgestreift. Danach gelangt die Umfangsfläche 21a der Tiefdruckwalze 21 mit der Oberfläche 10a der Streifenelements 10A der Metallfolie in Kontakt, und die Beschichtungsflüssigkeit 5 in der Zelle 22 wird auf die Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 verbracht. Im Ergebnis wird die Kohlenstofffaserschicht 11, die aus verbrachten Beschichtungsflüssigkeit 5 gebildet wird, über der gesamten Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 gebildet. Somit wird ein Streifenelement 12A der beschichteten Folie 12, bei der die Kohlenstofffaserschicht 11 auf der Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie gebildet wird, erhalten.The coating of the coating liquid 5 takes place when the strip element 10A the metal foil 10 between the gravure roll 21 and the backup roller 23 passes. In other words, the coating liquid 5 in the tub 26 adheres to the circumferential surface 21a of the gravure roll when the gravure roll 21 rotates 21 on and the coating liquid 5 gets into every cell 22 , Then the excess coating liquid 5 , which on the peripheral surface 21a of the gravure roll 21 adheres, stripped with the squeegee (scraper) 24. Thereafter, the peripheral surface 21a of the gravure roll passes 21 with the surface 10a of the strip element 10A the metal foil in contact, and the coating liquid 5 in the cell 22 is applied to the surface 10a of the strip element 10A the metal foil 10 spent. As a result, the carbon fiber layer becomes 11 that spent off coating liquid 5 is formed over the entire surface 10a of the strip element 10A formed of the metal foil 10. Thus, a strip element 12A the coated film 12 in which the carbon fiber layer 11 is formed on the surface 10a of the strip member 10A of the metal foil.

Die Drehrichtung der Tiefdruckwalze 21 ist normalerweise in der gleichen Richtung wie die Zufuhrrichtung F des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 eingestellt. Die Umfangsgeschwindigkeit der Tiefdruckwalze 21 ist üblicherweise derart eingestellt, dass sie gleich der Zufuhrrate bzw. Zufuhrgeschwindigkeit des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 ist. The direction of rotation of the gravure roll 21 is normally in the same direction as the feeding direction F of the strip element 10A the metal foil 10 set. The peripheral speed of the gravure roll 21 is usually set to be equal to the feed rate of the strip element 10A the metal foil 10 is.

Der Trocknungsofen 28 ist eingerichtet, die Kohlenstofffaserschicht 11, die auf der Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie gebildet ist (also die Kohlenstofffaserschicht 11 des Streifenelements 12A der beschichteten Folie 12), zu erhitzen und zu trocken, um ein Verdampfen des Lösungsmittels 3, das in der Kohlenstofffaserschicht 11 enthalten ist, aus der Kohlenstofffaserschicht 11 zu bewirken, um es zu entfernen.The drying oven 28 is arranged, the carbon fiber layer 11, which is formed on the surface 10 a of the strip member 10 A of the metal foil (that is, the carbon fiber layer 11 of the strip member 12A the coated film 12 ), heat and dry to evaporate the solvent 3 that is contained in the carbon fiber layer 11, to cause the carbon fiber layer 11 to remove it.

Bei der Tiefdruckwalze 21 der Tiefdruckbeschichtungsvorrichtung 20 ist die Form der Zelle 22 eine Becherform, und es ist besonders bevorzugt, dass die Form der Zelle 22 eine Form ist, die um den gesamten Umfang der Zelle 22 im Wesentlichen geschlossen ist.In the gravure roll 21 the gravure coater 20 is the shape of the cell 22 a cup shape, and it is particularly preferred that the shape of the cell 22 is a shape that is substantially closed around the entire circumference of the cell 22.

Insbesondere ist die Form der Zelle 22 bevorzugt zumindest eine Form ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Gitterform 22A (siehe 3A und 3B), einer Pyramidenform 22B (siehe 4A und 4B), einer sechseckigen Form 22C (siehe 5A und 5B), und einer kreisrunden Form 22D (siehe 6A und 6B).In particular, the shape of the cell 22 preferably at least one form selected from the group consisting of a lattice form 22A (see 3A and 3B ), a pyramidal shape 22B (see 4A and 4B ), a hexagonal shape 22C (see 5A and 5B ), and a circular shape 22D (see 6A and 6B ).

Die Gitterformzelle 22A ist ausgebildet, um in der kegelstumpf-förmigen, viereckigen Pyramidenform eingelassen zu sein, wie in den 3A und 3B dargestellt.The lattice forming cell 22A is formed to be recessed in the truncated-cone-shaped quadrangular pyramid shape as in FIGS 3A and 3B shown.

Die Pyramidenformzelle 22B ist ausgebildet, um in der viereckigen Pyramidenform eingelassen zu sein, wie in den 4A und 4B dargestellt.The pyramidal molding cell 22B is formed to be recessed in the quadrangular pyramid shape as in FIGS 4A and 4B shown.

Die sechseckige Formzelle 22C ist gebildet, um in der kegelstumpfförmigen, sechseckigen Pyramidenform eingelassen zu sein, wie in den 5A und 5B dargestellt.The hexagonal molding cell 22C is formed to be recessed in the frusto-conical hexagonal pyramid shape as in FIGS 5A and 5B shown.

Die kreisrunde Formzelle 22D ist gebildet, um in der Kegelstumpfform eingelassen zu sein, wie in den 6A und 6B dargestellt.The circular molding cell 22D is formed to be recessed in the truncated cone shape as in FIGS 6A and 6B shown.

Ferner ist die Form der Bodenfläche 22b der Zelle 22 (z.B. eine Gitterform, eine Pyramidenform, eine sechseckige Form, eine kreisrunde Form) nicht beschränkt. Zum Beispiel kann sie eine flache Form wie in 7A gezeigt sein, eine konkav-gekrümmte Form (z.B. eine konkave sphärische Form) sein, wie in Figure 7B dargestellt, eine konkave konische Form (z.B. eine konkave Pyramidenform, eine konkave Kegelform) sein, wie in 7C dargestellt, oder eine Form, bei der zumindest zwei dieser Formen kombiniert werden.Further, the shape of the bottom surface 22b of the cell 22 (For example, a grid shape, a pyramid shape, a hexagonal shape, a circular shape) not limited. For example, it can be a flat shape as in 7A be shown to be a concave-curved shape (eg, a concave spherical shape), as shown in Figure 7B, a concave conical shape (eg, a concave pyramidal shape, a concave cone shape), as in 7C shown, or a form in which at least two of these forms are combined.

Ferner ist es in dieser Ausführungsform bevorzugt, dass die Zelle 22 eine Form hat, bei der der Umfang der Zelle 22 über den gesamten Umfang vollständig geschlossen ist, jedoch ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt. Wie in 8 dargestellt kann die Form derart ausgebildet bzw. geformt sein, dass die kleinen Kommunikationsanschlüsse 22c, die es einem Teil der Beschichtungsflüssigkeit 5 in der Zelle 22 ermöglichen, in die benachbarten Zellen 22 zu fließen, in Teilen der Innenumfangsseitenflächen 22a der Zelle 22 gebildet sind.Further, in this embodiment, it is preferable that the cell 22 has a shape in which the perimeter of the cell 22 is completely closed over the entire circumference, however, the present invention is not limited thereto. As in 8th As shown, the mold may be formed such that the small communication terminals 22c that make up a part of the coating liquid 5 in the cell 22, in the neighboring cells 22 in part of the inner peripheral side surfaces 22a of the cell 22 are formed.

Es ist bevorzugt, dass die Größe der Zelle 22 groß genug ist, so dass die Kohlenstofffaser 1 mit durchschnittlicher Faserlänge in die Zelle 22 in einem Zustand im Wesentlichen parallel zu der Öffnungsfläche der Zelle 22 gelangen kann und dass die Kohlenstofffaser 1 mit durchschnittlicher Faserlänge, die in der Zelle 22 enthalten ist, um 360 Grad in der Zelle 22 in der Innenumfangsrichtung der Zelle 22 gedreht werden kann. Insbesondere ist es bevorzugt, dass der Durchmesser W des Kreises N (insbesondere Kreis N, der in der Öffnungsumfangskante 22d der Zelle 22 einbeschrieben ist), der in der Mündungsform der Zelle 22 einbeschrieben ist, auf das 1,2-fache oder mehr der durchschnittlichen Faserlänge der Kohlenstofffaser 1 eingestellt wird.It is preferable that the size of the cell 22 big enough so that the carbon fiber 1 with average fiber length in the cell 22 in a state substantially parallel to the opening area of the cell 22 can get and that the carbon fiber 1 with average fiber length in the cell 22 is included 360 degrees in the cell 22 in the inner circumferential direction of the cell 22 can be turned. In particular, it is preferred that the diameter W of the circle N (in particular circle N, which is in the opening peripheral edge 22d of the cell 22 inscribed) in the mouth of the cell 22 inscribed, to 1.2 times or more of the average fiber length of the carbon fiber 1 is set.

In den 3A, 4A und 5A ist der Kreis N, der in der Mündungsform der Zelle 22 einbeschrieben ist, durch die Zwei-Punkt-Strichlinie angedeutet. In 6A passt der Kreis N, der in der Mündungsform der Zelle 22 einbeschrieben ist, zu der Öffnungsumfangskante 22d der Zelle 22.In the 3A . 4A and 5A is the circle N, which is in the mouth of the cell 22 inscribed, indicated by the two-dot dashed line. In 6A fits the circle N, which is in the mouth of the cell 22 inscribed to the opening peripheral edge 22d of the cell 22 ,

Wie oben beschrieben ist die Form der Zelle 22 eine Becherform und der Durchmesser W des Kreises N, der in der Mündungsöffnung der Zelle 22 einbeschrieben ist, ist auf das 1,2-fache oder mehr der durchschnittlichen Faserlänge der Kohlenstofffaser 1 eingestellt. Aus diesem Grund gelangt, wenn die Beschichtungsflüssigkeit 5 in der Wanne 26 an der Umfangsfläche 21a der Tiefdruckwalze 21 anhaftet (also wenn die Umfangsfläche 21a der Tiefdruckwalze 21 in die Beschichtungsflüssigkeit 5 in der Wanne 26 getaucht wird), die Beschichtungsflüssigkeit 5 in die Zelle 22, so dass die Faserrichtungen der Kohlenstofffasern 1 in der Beschichtungsflüssigkeit 5 in der Innenumfangsrichtung der Zelle 22 statistisch bzw. zufällig verteilt sind. Die Kohlenstofffaser 1 in der Beschichtungsflüssigkeit 5, die in der Zelle 22 enthalten ist, kann sich in der Innenumfangsrichtung der Zelle 22 drehen. In diesem Zustand wird bei sich drehender Tiefdruckwalze 21 die Beschichtungsflüssigkeit 5 in der Zelle 22 auf die Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 verbracht bzw. übertragen. Im Ergebnis wird die Kohlenstofffaserschicht 11 auf der Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 gebildet, so dass die Faserrichtungen der Kohlenstofffasern 1 in der Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 statistisch bzw. zufällig verteilt werden.As described above, the shape of the cell 22 a cup shape and the diameter W of the circle N, in the mouth of the cell 22 is set to 1.2 times or more the average fiber length of the carbon fiber 1. For this reason, when the coating liquid passes 5 in the tub 26 on the peripheral surface 21a of the gravure roll 21 attached (so if the peripheral surface 21a of the gravure roll 21 is immersed in the coating liquid 5 in the tub 26), the coating liquid 5 into the cell 22 so that the fiber directions of the carbon fibers 1 in the coating liquid 5 in the inner circumferential direction of the cell 22 are randomly distributed. The carbon fiber 1 in the coating liquid 5 that in the cell 22 may be contained in the inner circumferential direction of the cell 22 rotate. In this state becomes when turning gravure roll 21 the coating liquid 5 in the cell 22 on the surface 10a of the strip element 10A the metal foil 10 spent or transferred. As a result, the carbon fiber layer becomes 11 on the surface 10a of the strip element 10A formed of the metal foil 10 so that the fiber directions of the carbon fibers 1 in the surface 10a of the strip member 10A the metal foil 10 distributed randomly or randomly.

Hingegen wird in Fällen, in denen die Form der Zelle 22 keine Becherform ist, sondern vom schrägen Linien Typ (nicht dargestellt), der als Form der Zelle 22 wohlbekannt ist, die Beschichtungsflüssigkeit 5, wenn die Beschichtungsflüssigkeit 5 in der Wanne 25 an der Umfangsfläche 21a der Tiefdruckwalze 21 anhaftet, vermutlich in die Zelle 22 gelangen, so dass die Faserrichtungen der Kohlenstofffasern 1 in der Beschichtungsflüssigkeit 5 in einer Richtung entlang der Richtung der schrägen Linie der Zelle 22 ausgerichtet sind. In diesem Zustand wird die Beschichtungsflüssigkeit 5 in der Zelle 22 bei sich drehender Tiefdruckwalze 21 auf die Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 verbracht bzw. übertragen. Im Ergebnis werden die Faserrichtungen der Kohlenstofffasern 1 in der Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 nicht statistisch verteilt sein, sondern wahrscheinlich in einer Richtung ausgerichtet sein. Deshalb muss die Form der Zelle 22 eine Becherform und nicht eine Form einer schrägen Linie sein.On the other hand, in cases where the shape of the cell 22 is not a cup shape, but of the oblique line type (not shown), as the shape of the cell 22 well known, the coating liquid 5 when the coating liquid 5 in the tub 25 on the peripheral surface 21a of the gravure roll 21 attached, probably in the cell 22 so that the fiber directions of the carbon fibers 1 in the coating liquid 5 in a direction along the direction of the oblique line of the cell 22 are aligned. In this state, the coating liquid 5 becomes in the cell 22 with rotating gravure roll 21 on the surface 10a of the strip element 10A the metal foil 10 spent or transferred. As a result, the fiber directions of the carbon fibers become 1 in the surface 10a of the strip element 10A the metal foil 10 not statistically distributed, but likely to be unidirectional. Therefore, the shape of the cell 22 must be a cup shape and not a shape of an oblique line.

Die obere Grenze des Durchmessers W des Kreises N, der in der Mündungsform der Zelle 22 einbeschrieben ist, ist nicht beschränkt, sondern ist zum Beispiel 2500 µm.The upper limit of the diameter W of the circle N, that in the mouth of the cell 22 is not limited, but is for example 2500 microns.

In Fällen, bei denen die Form der Öffnungsumfangskante 22d der Zelle 22 eine quadratische Form ist (z.B. eine Gitterform 22A, eine Pyramidenform 22B), ist es bevorzugt, dass der Durchmesser W des der Mündungsform der Zelle 22 einbeschriebenen Kreises größer ist als jener, wenn die Form der Zelle 22 eine sechseckige Form 22C oder eine kreisrunde Form 22D ist. Insbesondere ist es besonders bevorzugt, dass er das 1,5-fache oder mehr der durchschnittlichen Faserlänge der Kohlenstofffaser 1 beträgt.In cases where the shape of the opening peripheral edge 22d of the cell 22 is a square shape (eg, a lattice shape 22A, a pyramid shape 22B), it is preferable that the diameter W of the mouth shape of the cell 22 inscribed circle is larger than that when the shape of the cell 22 a hexagonal shape 22C or a circular shape 22D. In particular, it is particularly preferred that it be 1.5 times or more the average fiber length of the carbon fiber 1 is.

In einem Zustand, nachdem die Kohlenstofffaserschicht 11 auf der Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 durch die Tiefdruckwalze 21 gebildet wurde und bevor das Streifenelement 10A der Metallfolie 10 (das Streifenelement 12A der beschichteten Folie 12) in den Trocknungsofen 28 gelangt (also vor Schritt S1a des Entfernens des Lösungsmittels 3 aus der Kohlenstofffaserschicht 11), ist es bevorzugt, dass die Oberfläche der Kohlenstofffaserschicht 11 keiner Streichnivellierungsverarbeitung zur Glättung der Oberfläche unterzogen wird.In a state after the carbon fiber layer 11 on the surface 10a of the strip element 10A the metal foil 10 through the gravure roll 21 was formed and before the strip element 10A the metal foil 10 (the strip member 12A of the coated film 12 ) enters the drying oven 28 (ie before step S1a of removing the solvent 3 from the carbon fiber layer 11 ), it is preferable that the surface of the carbon fiber layer 11 no leveling processing is performed to smooth the surface.

Die Streichnivellierungsverarbeitung bezeichnet eine Verarbeitung zur Glättung der Oberfläche der Kohlenstofffaserschicht 11 durch Gleiten der Oberfläche der Kohlenstofffaserschicht 11 mit dem Endkantenumfangsabschnitt eines Streichnivellierungselements durch Zuführen des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 in der Zufuhrrichtung F gegenüber dem Streifnivellierungselement in einem Zustand, in dem der Endkantenumfangsabschnitt des Streifnivellierungselements (z.B. Streifnievllierungsplatte) die Oberfläche der Kohlenstofffaserschicht 11 in der Richtung berührt, die die Zufuhrrichtung F des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 kreuzt (z.B. senkrechte Richtung).The leveling processing means a processing for smoothing the surface of the carbon fiber layer 11 by sliding the surface of the carbon fiber layer 11 with the end edge peripheral portion of a doctor leveling member by feeding the strip member 10A of the metal foil 10 in the feeding direction F against the leveling-out member in a state where the end edge peripheral portion of the leveling-out member (eg, leveling plate) is the surface of the carbon fiber layer 11 touched in the direction that the feed direction F of the strip element 10A the metal foil 10 crosses (eg, vertical direction).

Wenn diese Streichnivellierungsverarbeitung auf die Oberfläche der Kohlenstofffaserschicht 11 angewendet wird, neigen die Faserrichtungen der Kohlenstofffasern 1 in der Kohlenstofffaserschicht 11 dazu, in der Richtung entlang des Endkantenumfangsabschnitts des Streifnivellierungselements ausgerichtet zu werden. Deshalb ist es bevorzugt, die Streifnivellierungsverarbeitung wenn eben möglich nicht auf die Oberfläche der Kohlenstofffaserschicht 11 anzuwenden. In Fällen, in denen die Streifnivellierungsverarbeitung nicht auf die Oberfläche der Kohlenstofffaserschicht 11 angewendet wird, ist es möglich, die Faserrichtung der Kohlenstofffaser 1 in der Kohlenstofffaserschicht 11 in der Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 zuverlässig statistisch verteilt beizubehalten. Hiermit ist es möglich, die physikalischen Eigenschaften des Verbundmaterials 17 in der Ebenen-Richtung des Verbundmaterials zuverlässig auszugleichen.When this coating leveling processing is applied to the surface of the carbon fiber layer 11 is applied, the fiber directions of the carbon fibers tend 1 in the carbon fiber layer 11, to be aligned in the direction along the end edge peripheral portion of the leveling element. Therefore, it is preferable not to apply the leveling-off processing to the surface of the carbon fiber layer, if possible 11 apply. In cases where the leveling processing is not applied to the surface of the carbon fiber layer 11 is applied, it is possible the fiber direction of the carbon fiber 1 in the carbon fiber layer 11 in the surface 10a of the strip member 10A of the metal foil 10 reliably maintain statistically distributed. This makes it possible to determine the physical properties of the composite material 17 in the plane direction of the composite material reliably compensate.

Die Kohlenstofffaser 1 kann verwendet werden, sofern es sich um ein faserartiges Kohlenstoffpartikel handelt. Insbesondere kann zum Beispiel eine oder zwei oder mehr vermischte Kohlenstofffasern ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus PAN (Polyacrylnitril)-basierter Kohlenstofffaser, pechbasierter Kohlenstofffaser, und Kohlenstoffnanofaser (z.B. Dampfphasenwachstums-Kohlenstofffaser, oder Kohlenstoffnanoröhrchen) verwendet werden.The carbon fiber 1 can be used if it is a fibrous carbon particle. In particular, for example, one or two or more blended carbon fibers selected from the group consisting of PAN (polyacrylonitrile) -based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, and carbon nanofiber (eg, vapor phase growth carbon fiber, or carbon nanotube) may be used.

Unter einer PAN-basierten Kohlenstofffaser und einer pechbasierten Kohlenstofffaser ist es insbesondere bevorzugt, eine pechbasierte Kohlenstofffaser zu verwenden. Der Grund besteht darin, dass die Wärmeleitfähigkeit der pechbasierten Kohlenstofffaser in der Faserrichtung größer ist als jene der PAN-basierten Kohlenstofffaser, so dass ein Verbundmaterial 17 mit höherer Wärmeleitfähigkeit erhalten werden kann. Among a PAN-based carbon fiber and a pitch-based carbon fiber, it is particularly preferable to use a pitch-based carbon fiber. The reason is that the thermal conductivity of the pitch-based carbon fiber in the fiber direction is larger than that of the PAN-based carbon fiber, so that a composite material 17 can be obtained with higher thermal conductivity.

Die Länge der Kohlenstofffaser 1 ist nicht beschränkt, und besonders bevorzugt ist es, dass die durchschnittliche Faserlänge der Kohlenstofffaser 1 1 mm oder weniger beträgt. Der Grund hierfür ist, dass die Kohlenstofffaserschicht 11 auf der Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 gebildet werden kann, so dass die Faserrichtungen der Kohlenstofffasern 1 in der Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 zuverlässig zufällig verteilt sein werden. Hiermit ist es möglich, die physikalischen Eigenschaften des Verbundmaterials 17 in der Ebenen-Richtung zuverlässiger auszugleichen.The length of the carbon fiber 1 is not limited, and it is particularly preferred that the average fiber length of the carbon fiber 1 1 mm or less. The reason for this is that the carbon fiber layer 11 on the surface 10a of the strip member 10A of the metal foil 10 can be formed so that the fiber directions of the carbon fibers 1 in the surface 10a of the strip element 10A the metal foil 10 be reliably distributed randomly. This makes it possible to determine the physical properties of the composite material 17 level more reliably in the plane direction.

Die untere Grenze der Länge der Kohlenstofffaser 1 ist nicht beschränkt. Üblicherweise beträgt die untere Grenze der durchschnittlichen Faserlänge der Kohlenstofffaser 1 10 µm.The lower limit of the length of the carbon fiber 1 is not limited. Usually, the lower limit of the average fiber length is the carbon fiber 1 10 microns.

Der Faserdurchmesser der Kohlenstofffaser 1 ist nicht beschränkt. Der durchschnittliche Faserdurchmesser der Kohlenstofffaser 1 beträgt zum Beispiel 0,1 nm bis 20 µm. In Fällen, in denen die Kohlenstofffaser 1 eine PAN-basierte Kohlenstofffaser oder eine pechbasierte Kohlenstofffaser ist, ist die Kohlenstofffaser 1 zum Beispiel eine Kurzfaser oder eine gemahlene Faser und ihr durchschnittlicher Faserdurchmesser beträgt zum Beispiel 5 µm bis 15 µm. In Fällen, in denen die Kohlenstofffaser 1 eine Dampfphasenwachstums-Nano- Kohlenstofffaser ist, beträgt der durchschnittliche Faserdurchmesser der Kohlenstofffaser 1 zum Beispiel 0,1 nm bis 20 µm.The fiber diameter of the carbon fiber 1 is not limited. The average fiber diameter of the carbon fiber 1 is, for example, 0.1 nm to 20 μm. In cases where the carbon fiber 1 is a PAN-based carbon fiber or a pitch-based carbon fiber is the carbon fiber 1 For example, a short fiber or a ground fiber and its average fiber diameter is, for example, 5 μm to 15 μm. In cases where the carbon fiber 1 is a vapor phase growth nano carbon fiber, the average fiber diameter is the carbon fiber 1 for example, 0.1 nm to 20 μm.

Das Bindemittel 2 wird verwendet, um eine Haftkraft auf die Kohlenstofffaser 1 an die Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 auszuüben, um hierdurch die Kohlenstofffaser 1 in der Kohlenstofffaserschicht 11 daran zu hindern, von der Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 abzufallen, und ist üblicherweise aus einem Harz gebildet.The binder 2 is used to apply an adhesive force to the carbon fiber 1 to the surface 10a of the strip member 10A of the metal foil 10 to exercise, thereby the carbon fiber 1 in the carbon fiber layer 11, from the surface 10a of the strip member 10A the metal foil 10 fall off, and is usually formed of a resin.

Ferner wird das Bindemittel 2 bei Erhitzung vermutlich ein gesinterter Rückstand oder ein amorphes Carbid eines anorganischen Stoffs, und sie werden ein Faktor zur Verringerung der Wärmeleitfähigkeit des Verbundmaterials 17 als Rückstand des Bindemittels 2. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, ein Bindemittel 2 zu verwenden, dass bei einer Temperatur von 200 °C bis 450 °C in einer nicht-oxidierenden Gashülle nicht karbonisiert, sondern durch Sublimation oder Zersetzung verschwindet. Als ein derartiges Bindemittel wird zweckmäßig ein Acryl-basiertes Harz, Polyethlenglykolbasiertes Harz, ein Butyl-Gummi-Harz, ein Phenolharz, ein Cellulose-basiertes Harz oder dergleichen verwendet. Diese Bindemittel 2 sind bei Umgebungstemperatur allgemein in fester Form.Further, the binder becomes 2 when heated, presumably a sintered residue or an amorphous carbide of an inorganic material, and they become a factor for reducing the thermal conductivity of the composite material 17 as the residue of the binder 2 , For this reason, it is preferable to use a binder 2 to use that at a temperature of 200 ° C to 450 ° C in a non-oxidizing gas envelope does not carbonize, but by sublimation or decomposition disappears. As such a binder, an acryl-based resin, polyethylene glycol-based resin, a butyl rubber resin, a phenolic resin, a cellulose-based resin or the like is suitably used. These binders 2 are generally in solid form at ambient temperature.

Das Lösungsmittel 3 ist bevorzugt ein Lösungsmittel, welches das Bindemittel 2 bei Raumtemperatur löst. Als Lösungsmittel 2 kann bevorzugt Wasser, ein Alkohol-basiertes Lösungsmittel, ein Kohlenwasserstoff-basiertes Lösungsmittel, ein Ester-basiertes Lösungsmittel, ein Ether-basiertes Lösungsmittel, etc. verwendet werden.The solvent 3 is preferably a solvent which is the binder 2 dissolves at room temperature. As the solvent 2, it is preferable to use water, an alcohol-based solvent, a hydrocarbon-based solvent, an ester-based solvent, an ether-based solvent, etc.

Die Beschichtungsflüssigkeit 5 enthält bevorzugt die Kohlenstofffaser 1 und das Bindemittel 2 in einem Massenverhältnis von 75:25 bis 99,5:0,5. In diesem Fall kann die Kohlenstofffaser 1 zuverlässig an der Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie in Schritt S1 des Erhaltens der beschichteten Folie 12 befestigt werden, und in Schritt S31 des Entfernens des Bindemittels 2 kann das Bindemittel 2 zuverlässig beseitigt und entfernt werden. Es ist besonders bevorzugt, dass die Beschichtungsflüssigkeit 5 die Kohlenstofffaser 1 und das Bindemittel 2 in einem Massenverhältnis von 80:20 bis 99:1 enthält.The coating liquid 5 preferably contains the carbon fiber 1 and the binder 2 in a mass ratio of 75:25 to 99.5: 0.5. In this case, the carbon fiber can 1 reliably on the surface 10a of the strip member 10A of the metal foil in step S1 of obtaining the coated film 12 and in step S31 of removing the binder 2 the binder 2 can be reliably removed and removed. It is particularly preferred that the coating liquid 5 the carbon fiber 1 and the binder 2 in a mass ratio of 80:20 to 99: 1.

In Schritt S1 des Erhaltens der beschichteten Folie 12 ist es bevorzugt, die Beschichtungsflüssigkeit 5 auf die Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 aufzubringen, so dass die Beschichtungsmenge der Kohlenstofffaser 1, die in der Kohlenstofffaserschicht 11 enthalten ist, 40 g/m2 oder weniger beträgt. Der Grund hierfür ist wie folgt.In step S1 of obtaining the coated film 12 it is preferred to use the coating liquid 5 on the surface 10a of the strip element 10A the metal foil 10 so that the coating amount of the carbon fiber 1, in the carbon fiber layer 11 is 40 g / m 2 or less. The reason is as follows.

Mit anderen Worten, wenn die Beschichtungsflüssigkeit 5 auf die Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 aufgebracht wird, so dass die Beschichtungsmenge der Kohlenstofffaser 1, die in der Kohlenstofffaserschicht 11 enthalten ist, 40 g/m2 oder weniger beträgt, in Schritt S3 des ganzheitlichen Sinterns der beschichteten Folien 12 das Metall der Metallfolie 10 ausreichend in fast alle der Hohlräume in der Kohlenstofffaserschicht 11 eindringt und beide Metallfolien 10 und 10, die auf beiden Seiten der Kohlenstofffaserschicht 11 angeordnet sind, ausreichend gesintert werden. Hiermit kann die Festigkeit (mechanische Festigkeit, etc.) des Verbundmaterials 17 zuverlässig verbessert werden. Ferner, um die Herstellungszeit des Verbundmaterials 17 zu verkürzen, ist es besonders bevorzugt, dass die Beschichtungsmenge der Kohlenstofffaser 1, die in der Kohlenstofffaserschicht 11 enthalten ist, 30 g/m2 oder weniger beträgt.In other words, when the coating liquid 5 on the surface 10a of the strip element 10A the metal foil 10 is applied so that the coating amount of the carbon fiber 1 that is contained in the carbon fiber layer 11 is 40 g / m 2 or less in step S3 of the integral sintering of the coated films 12 the metal of the metal foil 10 sufficiently penetrates into almost all of the voids in the carbon fiber layer 11 and both metal foils 10 and 10 on both sides of the carbon fiber layer 11 are arranged sufficiently sintered. This allows the strength (mechanical Strength, etc.) of the composite material 17 are reliably improved. Further, the manufacturing time of the composite material 17 For the sake of brevity, it is particularly preferable that the coating amount of the carbon fiber 1 contained in the carbon fiber layer 11 is 30 g / m 2 or less.

Es ist bevorzugt, die Beschichtungsflüssigkeit 5 auf die Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie aufzubringen, so dass das Volumen der Kohlenstofffaser 1 in dem erhaltenen Verbundmaterial 17 weniger als 50 % des Gesamtvolumens des Verbundmaterials 17 beträgt. Hiermit kann in Schritt S3 des ganzheitlichen Sinterns der beschichteten Folien 12 das Metall der Metallfolie 10 zuverlässig in die Kohlenstofffaserschicht 11 imprägniert werden, was die beschichteten Folien zuverlässig ganzheitlich sintern kann.It is preferred to use the coating liquid 5 on the surface 10a of the strip element 10A Apply the metal foil, so that the volume of carbon fiber 1 in the obtained composite material 17 less than 50% of the total volume of the composite material 17 is. Hereby, in step S3 of the integral sintering of the coated foils 12, the metal of the metal foil 10 be reliably impregnated in the carbon fiber layer 11, which can reliably sinter the coated films holistically.

Hierbei ist es in Fällen, in denen das Verbundmaterial 17 als das Material der ersten Belastungspufferschicht 52 des Isolierungssubstrats 50, dargestellt in 15, verwendet wird, bevorzugt, das Verhältnis zwischen dem Volumen der Metallfolie 10 und dem Volumen der Kohlenstofffaser 1 derart einzustellen, dass der lineare Ausdehnungskoeffizient des Verbundmaterials 17 in der Ebenen-Richtung zu einem Zwischenwert zwischen dem linearen Ausdehnungskoeffizienten der Keramikschicht 53 des Isolierungssubstrats 50 und dem linearen Ausdehnungskoeffizienten der Verdrahtungsschicht 51 wird.Here, in cases where the composite material 17 as the material of the first stress buffer layer 52 of the insulating substrate 50 shown in FIG 15 , is preferably used, the ratio between the volume of the metal foil 10 and the volume of carbon fiber 1 to adjust such that the coefficient of linear expansion of the composite material 17 in the plane direction becomes an intermediate value between the linear expansion coefficient of the ceramic layer 53 of the insulating substrate 50 and the linear expansion coefficient of the wiring layer 51.

Ferner ist es in Fällen, in den das Verbundmaterial 18 als das Material der zweiten Belastungspufferschicht 54 des Isolierungssubstrats 50 verwendet wird, bevorzugt, das Verhältnis zwischen dem Volumen der Metallfolie 10 und dem Volumen der Kohlenstofffasern 1 derart einzustellen, dass der lineare Ausdehnungskoeffizient des Verbundmaterials 17 in der Ebenen-Richtung zu einem Zwischenwert zwischen dem linearen Ausdehnungskoeffizienten der Keramikschicht 53 des Isolierungssubstrats 50 und dem linearen Ausdehnungskoeffizienten der Kühlschicht 55 wird.Further, in cases where the composite material 18 is used as the material of the second stress buffer layer 54 of the insulating substrate 50, it is preferable that the ratio between the volume of the metal foil 10 and the volume of carbon fibers 1 to adjust such that the coefficient of linear expansion of the composite material 17 in the plane direction becomes an intermediate value between the linear expansion coefficient of the ceramic layer 53 of the insulating substrate 50 and the coefficient of linear expansion of the cooling layer 55.

In Fällen, in den die Metallfolie 10 zum Beispiel eine Aluminiumfolie ist, insbesondere um den linearen Ausdehnungskoeffizienten des Verbundmaterials 17 in der Ebenen-Richtung auf einen Zwischenwert (etwa 10 × 10-6/K bis 16 × 10-6/K) zwischen dem linearen Ausdehnungskoeffizienten (z.B. etwa 3 × 10-6/K bis 5 × 10-6/K) einer Keramik (Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid, Siliziumcarbid, etc.), die oft als das Material der Keramikschicht verwendet wird, und dem linearen Ausdehnungskoeffizienten (etwa 23 * 10-6/K) von Aluminium, das oft als das Material der Kühlschicht 55 verwendet wird, einzustellen, ist es bevorzugt, das Volumen der Kohlenstofffasern 1 auf 10 % oder mehr und weniger als 50 % gemessen am Gesamtvolumen des Verbundmaterials 17 einzustellen.In cases where the metal foil 10 For example, an aluminum foil, in particular the linear expansion coefficient of the composite material 17 in the plane direction, to an intermediate value (about 10 × 10 -6 / K to 16 × 10 -6 / K) between the linear expansion coefficient (eg, about 3 × 10 -6 / K to 5 × 10 -6 / K) Ceramics (aluminum nitride, alumina, silicon carbide, etc.) which is often used as the material of the ceramic layer, and the linear expansion coefficient (about 23 × 10 -6 / K) of aluminum which is often used as the material of the cooling layer 55; It is preferable to adjust the volume of the carbon fibers 1 to 10% or more and less than 50% in terms of the total volume of the composite material 17 adjust.

Die Metallfolie 10 (das Streifenelement 10A der Metallfolie 10) ist nicht auf das Material beschränkt, sofern es die Beschichtung überstehen kann. Insbesondere ist die Metallfolie 10 bevorzugt eine Aluminiumfolie und/oder eine Kupferfolie. Der Grund hierfür besteht darin, dass ein Verbundmaterial 17 mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit zuverlässig erhalten werden kann.The metal foil 10 (the strip element 10A the metal foil 10) is not limited to the material, as long as it can withstand the coating. In particular, the metal foil 10 is preferably an aluminum foil and / or a copper foil. The reason for this is that a composite material 17 having a high thermal conductivity can be reliably obtained.

In dem Fall, bei dem die Metallfolie 10 eine Aluminiumfolie ist, ist das Material der Aluminiumfolie nicht beschränkt, und eine Aluminiumlegierung der A1000-Serie, Alumiumlegierung der A3000-Serie, eine Alumiumlegierung der A6000-Serie, und dergleichen werden verwendet. Allgemein wird das Material der Aluminiumfolie zweckmäßig aus einer Vielzahl von Arten von Aluminiumwerkstoffen ausgewählt, so dass die physikalischen Eigenschaften (Wärmeleitfähigkeit, linearer Ausdehnungskoeffizient, etc.) des zu erhaltenen Verbundmaterials 17 zu gewünschten Vorgabewerten werden.In the case where the metal foil 10 is an aluminum foil, the material of the aluminum foil is not limited, and an A1000 series aluminum alloy, A3000 series aluminum alloy, A6000 series aluminum alloy, and the like are used. Generally, the material of the aluminum foil is appropriately selected from a variety of types of aluminum materials, so that the physical properties (thermal conductivity, linear expansion coefficient, etc.) of the resulting composite material 17 become desired default values.

In dem Fall, bei dem die Metallfolie 10 eine Kupferfolie ist, ist die Art und das Material der Kupferfolie nicht beschränkt, und eine elektrolytische Kupferfolie, eine gewalzte Kupferfolie und dergleichen werden verwendet. Allgemein ist das Material der Kupferfolie zweckmäßig aus einer Vielzahl von Arten von Kupfermaterialien ausgewählt, so dass die physikalischen Eigenschaften des zu erhaltenden Verbundmaterials 17 zu gewünschten Vorgabewerten werden.In the case where the metal foil 10 is a copper foil, the kind and the material of the copper foil is not limited, and an electrolytic copper foil, a rolled copper foil and the like are used. Generally, the material of the copper foil is suitably selected from a variety of types of copper materials so that the physical properties of the composite 17 to be obtained become desired default values.

Die Dicke der Metallfolie 10 ist nicht beschränkt, und die Dicke der Metallfolie 10 kann derart gewählt werden, dass die physikalischen Eigenschaften des zu erhaltenden Verbundmaterials 17 zu den gewünschten Vorgabewerten werden.The thickness of the metal foil 10 is not limited, and the thickness of the metal foil 10 may be chosen such that the physical properties of the composite material 17 to be obtained become the desired default values.

Hierbei beträgt die dünnste Dicke einer handelsüblichen Metallfolie (Aluminiumfolie, Kupferfolie) 10 bis 6 µm. Aus diesem Grund ist die untere Grenze der Dicke der Metallfolie 10 besonders bevorzugt vor dem Hintergrund, dass die Metallfolie 10 leicht verfügbar ist, weil die untere Grenze davon 6 µm beträgt. Die obere Grenze der Dicke der Metallfolie 10 beträgt üblicherweise 100 µm, und es ist besonders bevorzugt, dass die obere Grenze etwa 50 µm beträgt.Here, the thinnest thickness of a commercially available metal foil (aluminum foil, copper foil) is 10 to 6 μm. For this reason, the lower limit of the thickness of the metal foil 10 is particularly preferable against the background that the metal foil 10 is readily available because the lower limit thereof is 6 μm. The upper limit of the thickness of the metal foil 10 is usually 100 μm, and it is particularly preferable that the upper limit is about 50 μm.

Die Breite der Metallfolie 10 ist nicht beschränkt und wird entsprechend der Verwendung des Verbundmaterials 17 eingestellt. Zum Beispiel ist sie auf 10 mm bis 1200 mm eingestellt. The width of the metal foil 10 is not limited and will be according to the use of the composite material 17 set. For example, it is set to 10 mm to 1200 mm.

Wie in 2 dargestellt erfolgt Schritt S1a des Entfernens des Lösungsmittels 3 dadurch, dass das Streifenelement 12A der beschichteten Folie 12 durch den Trocknungsofen 28, wie in 2 dargestellt, geführt wird. Mit anderen Worten, wenn das Streifenelement 12A der beschichteten Folie 12 durch den Trocknungsofen 28 gelangt, wird die Kohlenstofffaserschicht 11 durch den Trocknungsofen 28 erhitzt und getrocknet. Im Ergebnis verdampft das in der Kohlenstofffaserschicht 11 enthaltene Lösungsmittel 3 und wird aus der Kohlenstofffaserschicht 11 entfernt. Danach wird das Streifenelement 12A der beschichteten Folie 12 auf die Wicklungsrolle 27b aufgewickelt.As in 2 As shown, step S1a of removing the solvent 3 in that the strip element 12A of the coated film 12 through the drying oven 28, as in 2 represented is performed. In other words, when the strip element 12A the coated film 12 through the drying oven 28 gets the carbon fiber layer 11 through the drying oven 28 heated and dried. As a result, the solvent contained in the carbon fiber layer 11 evaporates 3 and becomes from the carbon fiber layer 11 away. Thereafter, the strip member 12A becomes the coated film 12 wound on the winding roll 27b.

Die Bedingungen zur Entfernung des Lösungsmittels 3 durch den Trocknungsofen 28 sind nicht beschränkt, sofern das in der Kohlenstofffaserschicht 11 enthaltene Lösungsmittel 3 verdampft und aus der Kohlenstofffaserschicht 11 entfernt werden kann. Normalerweise können Trocknungsbedingungen einer Trocknungstemperatur von 60 °C bis 250 °C und eine Trocknungszeit von 1 Minute bis 120 Minuten als die Bedingungen zur Entfernung des Lösungsmittels 3 eingesetzt werden.The conditions for the removal of the solvent 3 through the drying oven 28 are not limited unless provided in the carbon fiber layer 11 contained solvents 3 evaporated and from the carbon fiber layer 11 can be removed. Normally, drying conditions can be a drying temperature of 60 ° C to 250 ° C and a drying time of 1 minute to 120 minutes as the conditions for removing the solvent 3 be used.

Ferner, nach dem Entfernen des Lösungsmittels 3, können gelegentlich große Hohlräume bzw. Kavitäten in der Kohlenstofffaserschicht 11 gebildet werden. Deshalb ist es möglich, die Bulkdichte der Kohlenstofffaserschicht 11 durch Druckbeaufschlagen der Kohlenstofffaserschicht 11 in der Dickenrichtung mit Druckwalzen (nicht dargestellt) zu erhöhen.Further, after removal of the solvent 3 , large cavities may occasionally be formed in the carbon fiber layer 11. Therefore, it is possible to increase the bulk density of the carbon fiber layer 11 by pressurizing the carbon fiber layer 11 in the thickness direction with pressure rollers (not shown) to increase.

<Schritt S2 der Bildung des Laminats 15><Step S2 of forming the laminate 15 >

In der Schritt der Bildung des Laminats 15, wie in 9 dargestellt, wird das Streifenelement 12A der beschichteten Folie 12, das von der Wickelrolle 27b abgewickelt ist, mit einer Schneidmaschine 29 in eine vorgegebene Form geschnitten. Hiermit wird eine Vielzahl von beschichteten Folien 12, die jeweils eine vorgegebene Form haben (z.B. eine etwa rechteckige Form) aus dem Streifenelement 12A der beschichteten Folie 12 ausgeschnitten. Dann, wie in 10 dargestellt, durch Laminieren einer Vielzahl von beschichteten Folien 12, wird ein Laminat 15 gebildet, bei dem die Vielzahl von beschichteten Folien 12 laminiert wird. Alternativ, obgleich nicht dargestellt, kann das Streifenelement 12A der beschichteten Folie 12, das von der Wickelrolle 27b abgerollt ist, gerollt bzw. gewalzt werden, um ein Laminat 15 zu bilden, in dem eine Vielzahl von beschichteten Folien 12 laminiert wird.In the step of forming the laminate 15 , as in 9 is shown, the strip element 12A the coated film 12, which is unwound from the winding roll 27b, cut with a cutting machine 29 in a predetermined shape. This is a variety of coated films 12 , each having a predetermined shape (eg, an approximately rectangular shape) of the strip element 12A the coated film 12 cut out. Then, as in 10 By laminating a plurality of coated films 12, a laminate is formed 15 formed in which the variety of coated films 12 is laminated. Alternatively, although not shown, the strip element 12A the coated film 12 rolled from the winding roll 27b, rolled or rolled to form a laminate 15 to form, in which a variety of coated films 12 is laminated.

Das somit gebildete Laminat 15 wird als Preform (Sintermaterial) verwendet.The thus formed laminate 15 is used as preform (sintered material).

Die Laminierungsanzahl der beschichteten Folien 12 ist nicht beschränkt, und wird in entsprechend der Dicke des gewünschten Verbundmaterials 17 eingestellt. Zum Beispiel ist sie auf 5 bis 1000 Lagen eingestellt.The lamination number of the coated films 12 is not limited, and is in accordance with the thickness of the desired composite material 17 set. For example, it is set to 5 to 1000 layers.

<Schritt S3 des ganzheitlichen Sinterns der beschichteten Folien 12><Step S3 of the integral sintering of the coated films 12 >

In Schritt S3 des ganzheitlichen Sinterns der beschichteten Folien 12, wie in 11 dargestellt, wird das Laminat 15 in einem Sinterelement 31 einer Sintervorrichtung (Verbindungsvorrichtung) 30 angeordnet, zum Beispiel einer Druckerhitzungs-Sintermaschine. Dann erhitzt die Sintervorrichtung 30 das Laminat 15 auf eine vorgegebene Sintertemperatur, während das Laminat 15 in der Laminierungsrichtung der beschichteten Folien 12 mit Druck beaufschlagt wird (also die Dickenrichtung des Laminats 15) in einer vorgegebenen Sinteratmosphäre, um dadurch das Laminat 15 zu sintern, also die beschichteten Folien 12 ganzheitlich zu sintern. Im Ergebnis wird ein Verbundmaterial 17 dieser Ausführungsform erhalten, wie in 13 dargestellt.In step S3 of the integral sintering of the coated films 12 , as in 11 As shown, the laminate 15 is disposed in a sintering member 31 of a sintering apparatus (connecting apparatus) 30, for example, a pressure-heat-sintering machine. Then, the sintering device 30 heats the laminate 15 to a predetermined sintering temperature while the laminate 15 in the lamination direction of the coated films 12 is pressurized (ie, the thickness direction of the laminate 15 ) in a given sintering atmosphere to thereby form the laminate 15 to sinter, so the coated films 12 holistically to sinter. The result is a composite material 17 of this embodiment, as in 13 shown.

In diesem Schritt S3 wird das Laminat 15 mit Druck beaufschlagt, so dass die Kohlenstofffaserschicht 11 in ihrer Dickenrichtung komprimiert wird. Hiermit tritt ein Teil des Metalls der Metallfolie 10 in die Kohlenstofffaserschicht 11 ein und fließt in feine Hohlräume, die in der Kohlenstofffaserschicht 11 existieren (z.B. eine Lücke zwischen den Kohlenstofffasern 1 in der Kohlenstofffaserschicht 11). Im Ergebnis werden die Hohlräume im Wesentlichen verschwinden. Im Ergebnis kann die Dichte des zu erhaltenden Verbundmaterials 17 auf 95 % oder mehr der theoretischen Dichte des Verbundmaterials 17 gebracht werden.In this step S3, the laminate 15 pressurized, leaving the carbon fiber layer 11 compressed in its thickness direction. Hereby enters a part of the metal of the metal foil 10 in the carbon fiber layer 11 and flows into fine voids existing in the carbon fiber layer 11 (eg, a gap between the carbon fibers 1 in the carbon fiber layer 11). As a result, the voids will substantially disappear. As a result, the density of the composite material to be obtained 17 to 95% or more of the theoretical density of the composite 17 to be brought.

Es wird angemerkt, dass die theoretische Dichte des Verbundmaterials 17 die Dichte des Verbundmaterials 17 in dem Fall bezeichnet, bei dem das Verbundmaterial 17 nur aus dem Metall der Metallfolie 10 und den Kohlenstofffasern 1 hergestellt ist, und die Hohlräume innerhalb des Verbundmaterials 17 überhaupt nicht existieren.It is noted that the theoretical density of the composite 17 is the density of the composite 17 in the case where the composite material 17 only from the metal of the metal foil 10 and the carbon fibers 1 is made, and the cavities within the composite material 17 do not exist at all.

Als Sintervorrichtung 30 wird bevorzugt eine Heißpressmaschine (z.B. eine Vakuum-Heißpressmaschine), eine Funkenplasmasintermaschine oder dergleichen verwendet. As a sintering device 30 For example, a hot press machine (eg, a vacuum hot press machine), a spark plasma sintering machine, or the like is preferably used.

Die Verpressung des Laminats 15 erfolgt zum Beispiel durch Verpressen des Laminats 15 mit einem Paar Stempeln 32 und 32, die in der Sintervorrichtung 30 bereitgestellt sind.The compression of the laminate 15 takes place, for example, by pressing the laminate 15 with a pair of punches 32 and 32 included in the sintering apparatus 30 are provided.

Bei der Sintergashülle handelt es sich bevorzugt im eine nicht-oxidierende Hülle. Die nicht-oxidierende Hülle umfasst eine Inertgashülle (zum Beispiel eine Stickstoffgashülle, eine Argongas-Hülle), eine Vakuum-Hülle, etc.The sinter gas envelope is preferably a non-oxidizing shell. The non-oxidizing shell comprises an inert gas envelope (for example, a nitrogen gas envelope, an argon gas shell), a vacuum envelope, etc.

Die Sintertemperatur bezeichnet eine Temperatur, bei der die beschichteten Folien 12 ganheitlich gesintert werden (einstückig gefügt). Insbesondere ist die Sintertemperatur auf eine Temperatur, die gleich dem oder niedriger als der Schmelzpunkt des Metalls der Metallfolie 10 ist. Insbesondere ist die Sintertemperatur bevorzugt auf eine Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt des Metalls der Metallfolie 10 und einer Temperatur eingestellt, die um etwa 50 °C niedriger als der Schmelzpunkt ist, vor dem Hintergrund, dass die beschichteten Folien 12 zuverlässig ganzheitlich gesintert werden können. In Fällen, in denen die Metallfolie 10 zum Beispiel eine Aluminiumfolie ist, wird die Sintertemperatur bevorzugt innerhalb des Bereichs von 550° bis 620° eingestellt.The sintering temperature refers to a temperature at which the coated films 12 can be sintered (integrally joined). In particular, the sintering temperature is at a temperature equal to or lower than the melting point of the metal of the metal foil 10 is. In particular, the sintering temperature is preferably at a temperature between the melting point of the metal of the metal foil 10 and a temperature which is lower than the melting point by about 50 ° C, against the background that the coated films 12 can be reliably sintered holistically. In cases where the metal foil 10 For example, if it is an aluminum foil, the sintering temperature is preferably set within the range of 550 ° to 620 °.

Der auf das Laminat 15 aufgebrachte Druck ist nicht beschränkt, und kann eine Druckkraft in dem Umfang einer leichten Pressung des Laminats 15 sein. Ferner kann die Fließfähigkeit des Metalls der Metallfolie 10 manchmal verbessert werden, wenn das Laminat 15 zu dem Zeitpunkt der Aufbringung von Hitze auf das Laminat 15 mit Druck beaufschlagt wird. Deshalb ist es besonders bevorzugt, das Laminat 15 mit einer Presskraft in einem Ausmaß zu verpressen, dass das Metall der Metallfolie 10 nicht durch Verpressen des Laminats 15 aus dem Laminat 15 läuft oder das Laminat 15 in einer Pressform bzw. Matrize (nicht dargestellt) zu pressen, so dass das Metall der Metallfolie 10 nicht aus dem Laminat 15 fließt.The on the laminate 15 applied pressure is not limited, and can be a compressive force to the extent of a slight pressure of the laminate 15 be. Furthermore, the flowability of the metal of the metal foil 10 sometimes improved when the laminate 15 at the time of application of heat to the laminate 15 is pressurized. Therefore, it is particularly preferable to press the laminate 15 with a pressing force to an extent that the metal of the metal foil 10 not by pressing the laminate 15 from the laminate 15 runs or the laminate 15 in a die or mold (not shown) to press, so that the metal of the metal foil 10 not from the laminate 15 flows.

Falls die beschichteten Folien 12 in einem Zustand, bei dem Hohlräume zwischen den beschichteten Folien 12 verbleiben, ganzheitlich gesintert werden, wird der Hohlraumabschnitt ein interner Defekt bzw. Fehler des Verbundmaterials 17. Deshalb, um das Auftreten dieses Fehlers zu unterbinden, ist es bevorzugt das Laminat 15 in einer Vakuumatmosphäre als Sinterumgebung zu verpressen und/oder das Laminat 15 in einer Pressform zu verpressen.If the coated films 12 in a state where voids between the coated films 12 remain integral sintered, the cavity portion becomes an internal defect of the composite material 17. Therefore, in order to prevent the occurrence of this defect, it is preferable that the laminate 15 in a vacuum atmosphere as a sintering environment and / or to press the laminate 15 in a mold.

In dieser Ausführungsform erfolgt Schritt S3a des Entfernens des Bindemittels 2 durch die Sintervorrichtung 30 während des Erhitzens des Laminats 15 in Schritt S3 des ganzheitlichen Sinterns der beschichteten Folien 12 durch die Sintervorrichtung 30 von etwa Raumtemperatur als Anfangstemperatur auf die Sintertemperatur. Schritt S3a des Entfernen des Bindemittels 2 in diesem Fall wird unten beschrieben.In this embodiment, step S3a of removing the binder takes place 2 through the sintering device 30 during the heating of the laminate 15 in step S3 of the integral sintering of the coated films 12 through the sintering device 30 from about room temperature as the initial temperature to the sintering temperature. Step S3a of removing the binder 2 in this case will be described below.

Bei 12 handelt es sich um eine Figur (Schaubild), das ein Beispiel einer Temperaturkurve bei der Erhitzung des Laminats 15 in Schritt S3 des ganzheitlichen Sinterns der beschichteten Folien 12 darstellt.at 12 it is a figure (graph) showing an example of a temperature curve when heating the laminate 15 in step S3 of the integral sintering of the coated films 12 represents.

Der Temperaturbereich von T1 bis T2 (T1 < T2) in der Figur ist ein Bereich, bei dem das Bindemittel 2, das in den Kohlenstofffaserschichten 11 der beschichteten Folien 12 des Laminats 15 enthalten ist, durch Sublimation oder Zersetzung verschwindet, und ist üblicherweise 200 °C bis 450 °C. T3 ist die Sintertemperatur, die höher als T2 ist (also T3 > T2).The temperature range of T1 to T2 (T1 <T2) in the figure is an area where the binder 2 embedded in the carbon fiber layers 11 of the coated films 12 of the laminate 15 disappears by sublimation or decomposition, and is usually 200 ° C to 450 ° C. T3 is the sintering temperature which is higher than T2 (ie T3> T2).

In Schritt S3 des ganzheitlichen Sinterns der beschichteten Folien 12, wenn die Temperatur des Laminats 15 während des Erhitzens des Laminats 15 durch die Sintervorrichtung 30, so dass die Temperatur des Laminats 15 von etwa Raumtemperatur auf die Sintertemperatur T3 ansteigt, innerhalb des Bereichs von T1 bis T2 liegt, das Bindemittel 2 durch Sublimation oder Zersetzung verschwindet und aus dem Laminat 15 entfernt wird (insbesondere der Kohlenstofffaserschicht 11 der beschichteten Folie 12 des Laminats 15).In step S3 of the integral sintering of the coated films 12 when the temperature of the laminate 15 during the heating of the laminate 15 through the sintering device 30, so that the temperature of the laminate 15 from about room temperature to the sintering temperature T3, within the range of T1 to T2, the binder 2 by sublimation or decomposition disappears and is removed from the laminate 15 (in particular, the carbon fiber layer 11 of the coated film 12 the laminate 15).

Die Zeit Δt, während der die Temperatur des Laminats 15 innerhalb des Temperaturbereichs von T1 bis T2 liegt, ist nicht beschränkt, sofern es sich um eine Zeitspanne handelt, die in der Lage ist, das Bindemittel 2 aus dem Laminat 15 zu entfernen, und wird gemäß der Temperaturanstiegsrate des Laminats 15 durch die Sintervorrichtung 30, der Gesamtmenge des Bindemittels 2, das in dem Laminat 15 enthalten ist, der Dicke des Laminats 15 (z.B. der Laminierungszahl der beschichteten Folien 12), der Sinterumgebung, etc. eingestellt. Üblicherweise wird die Zeit auf 10 Minuten oder mehr eingestellt.The time .DELTA.t, during which the temperature of the laminate 15 is within the temperature range of T1 to T2 is not limited, if it is a period of time that is capable of the binder 2 from the laminate 15 to be removed, and according to the temperature rise rate of the laminate 15 by the sintering apparatus 30 , the total amount of the binder 2 that in the laminate 15 is included, the thickness of the laminate 15 (Eg, the lamination number of the coated films 12 ), the sintering environment, etc. are set. Usually, the time is set to 10 minutes or more.

Ferner, wenn die Temperatur des Laminats 15 innerhalb des Temperaturbereichs von T1 bis T2 ist, kann die Zeit Δt durch vorübergehendes Stoppen des Temperaturanstiegs oder Mäßigen der Temperaturanstiegsrate verlängert werden, wodurch das Bindemittel 2 zuverlässig entfernt werden kann. Further, when the temperature of the laminate 15 is within the temperature range of T1 to T2, the time .DELTA.t can be extended by temporarily stopping the temperature rise or moderating the temperature rise rate, whereby the binder 2 can be reliably removed.

Wie oben beschrieben kann mittels Durchführung von Schritt S3a des Entfernen des Bindemittels 2 während des Erhitzens des Laminats 15 in Schritt S3 des ganzheitlichen Sinterns der beschichteten Folien 12 bis zu der Sintertemperatur T3 die Anzahl der Herstellungsschritte des Verbundmaterials 17 auf einfache Weise verringert werden, was wiederum eine einfache Herstellung des Verbundmaterials 17 ermöglicht.As described above, by performing step S3a of removing the binder 2 during the heating of the laminate 15 in step S3 of the integral sintering of the coated films 12 up to the sintering temperature T3, the number of manufacturing steps of the composite material 17 can be easily reduced, which in turn allows easy production of the composite material 17 allows.

Es wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht ausschließt, dass Schritt S3a des Entfernens des Bindemittels 2 unabhängig von Schritt S3 des ganzheitlichen Sinterns (einstückiges Fügen) der beschichteten Folien 12 durch die Sintervorrichtung erfolgt.It is noted that the present invention does not exclude that step S3a of removing the binder 2 independently of step S3 of the integral sintering (one-piece joining) of the coated films 12 takes place through the sintering device.

In diesem Fall erfolgt Schritt S3a des Entfernens des Bindemittels 2 bevorzugt nach Schritt S2 des Bildens des Laminats 15 und vor Schritt S3 des ganzheitlichen Sinterns (einstückiges Fügen) der beschichteten Folien 12. Der Grund hierfür ist, dass die Kohlenstofffasern 1 in der Kohlenstofffaserschicht 11 zuverlässig daran gehindert werden können, von der Oberfläche 10a der Metallfolie 10 zum Zeitpunkt des Bildens des Laminats 15 abzufallen. Ferner ist es in diesem Fall nach Durchführung von Schritt S3a des Entfernens des Bindemittels 2 und vor dem Durchführen von Schritt S3 des ganzheitlichen Sinterns der beschichteten Folien 12 bevorzugt, das Laminat 15 in einer nicht-oxidierenden Gashülle zu platzieren und/oder die Temperatur des Laminats 15 auf 300 °C oder weniger einzustellen. Der Grund hierfür ist, dass der Oxidierungsverbrauch der Kohlenstofffasern 1 zuverlässig unterbunden werden kann und die Oxidierung der Aluminiumfolie zuverlässig unterbunden werden kann, wenn die Metallfolie 10 eine Aluminiumfolie ist.In this case, step S3a of removing the binder 2 is preferably carried out after step S2 of forming the laminate 15 and before step S3 of integrally sintering (integrally joining) the coated films 12 , The reason is that the carbon fibers 1 in the carbon fiber layer 11 can be reliably prevented from the surface 10a of the metal foil 10 at the time of forming the laminate 15 drop. Further, in this case, after performing step S3a of removing the binder 2 and prior to performing step S3 of integrally sintering the coated films 12, the laminate 15 to place in a non-oxidizing gas envelope and / or the temperature of the laminate 15 to 300 ° C or less. The reason for this is that the oxidation consumption of the carbon fibers 1 can be reliably suppressed and the oxidation of the aluminum foil can be reliably prevented when the metal foil 10 an aluminum foil is.

In dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, ist die Beschichtungsvorrichtung zur Aufbringen der Beschichtungsflüssigkeit 5 auf die Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie eine Tiefdruckbeschichtungsvorrichtung 20, die Form der Zelle 22 der Tiefdruckwalze 21 der Tiefdruckbeschichtungsvorrichtung 20 ist eine Becherform, und der Durchmesser W der in der Mündungsform der Zelle 22 einbeschriebenen Kreises N ist auf das 1,2-fache oder mehr der durchschnittlichen Faserlänge der Kohlenstofffaser 1 eingestellt. Hiermit ist es möglich, die Kohlenstofffaserschicht 11 auf der Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 zu bilden, so dass die Faserrichtungen der Kohlenstofffasern 1 in der Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 statistisch verteilt werden. Deshalb ist es möglich, die physikalischen Eigenschaften (Wärmeleitfähigkeit, linearer Ausdehnungskoeffizient, etc.) des Verbundmaterials 17 in der Ebenen-Richtung auszugleichen.In this embodiment, as described above, the coating apparatus for applying the coating liquid 5 to the surface 10a of the strip member 10A of the metal foil is a gravure coater 20, the shape of the cell 22 the gravure roll 21 the gravure coating device 20 is a cup shape, and the diameter W in the mouth of the cell 22 Inscribed circle N is set to 1.2 times or more the average fiber length of the carbon fiber 1. With this, it is possible to form the carbon fiber layer 11 on the surface 10a of the strip member 10A of the metal foil 10 to form so that the fiber directions of the carbon fibers 1 in the surface 10a of the strip element 10A the metal foil 10 be distributed statistically. Therefore, it is possible the physical properties (thermal conductivity, linear expansion coefficient, etc.) of the composite material 17 in the plane direction.

Ferner ist es unnötig, die Faserrichtung der Kohlenstofffasern 1 bei der Bildung des Laminats 15 zu berücksichtigen, so dass der Ausgleich der physikalischen Eigenschaften des Verbundmaterials 17 in der Ebenen-Richtung auf einfache Weise erreicht werden kann.Further, it is unnecessary to control the fiber direction of the carbon fibers 1 in the formation of the laminate 15 to take into account, so that the balance of the physical properties of the composite material 17 in the plane direction can be easily achieved.

Hierbei deutet der Pfeil „P“ in 14 die Beschichtungsrichtung der Beschichtungsflüssigkeit 5 auf der Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 durch die Tiefdruckbeschichtungsvorrichtung 20 an. In dieser Ausführungsform meint die Längsrichtung A des Verbundmaterials 17 eine Richtung parallel zu der Beschichtungsrichtung P. Die Breitenrichtung B des Verbundmaterials 17 meint eine Richtung senkrecht zu der Längsrichtung A des Verbundmaterials 17 in der Ebene des Verbundmaterials 17. Die schräge Richtung D des Verbundmaterials 17 meint eine Richtung schräg zu der Längsrichtung A des Verbundmaterials 17 unter 45° in der Ebene des Verbundmaterials 17. Das Bezugszeichen „C“ bezeichnet eine Dickenrichtung des Verbundmaterials 17, und diese Dickenrichtung D stimmt mit der Laminierungsrichtung der beschichteten Folie 12 überein.In this case, the arrow "P" in 14 the coating direction of the coating liquid 5 on the surface 10a of the strip element 10A the metal foil 10 through the gravure coater 20 at. In this embodiment, the longitudinal direction A of the composite material means 17 a direction parallel to the coating direction P. The width direction B of the composite material 17 means a direction perpendicular to the longitudinal direction A of the composite material 17 in the plane of the composite material 17 , The oblique direction D of the composite material 17 means a direction oblique to the longitudinal direction A of the composite material 17 below 45 ° in the plane of the composite material 17 , The reference character "C" denotes a thickness direction of the composite material 17 , and this thickness direction D coincides with the lamination direction of the coated film 12 match.

Wie in 14 dargestellt sind bei dem Verbundmaterial 17 dieser Ausführungsform die physikalischen Eigenschaften des Verbundmaterials 17 in der Längsrichtung A, die physikalischen Eigenschaften des Verbundmaterials 17 in der Breitenrichtung B, und die physikalischen Eigenschaften des Verbundmaterials 17 in der schrägen Richtung D im Wesentlichen gleich. Deshalb kann bei dem in 15 dargestellten Isolierungssubstrat 50 durch Bilden von zumindest einer Bestandteilschicht unter der Vielzahl von Bestandteilschichten 51 bis 55, die das Isolierungssubstrat 50 mit dem Verbundmaterial 17 bilden, ein Isolierungssubstrat 50 mit einer hohen Zuverlässigkeit bezüglich den Temperaturveränderungen wie etwa Kälte/Hitze-Zyklus erhalten werden. Deshalb ist es möglich, das Auftreten von Rissen und Abplatzen des Isolierungssubstrats 50 aufgrund von thermischer Beanspruchung zu unterbinden.As in 14 In the composite material 17 of this embodiment, the physical properties of the composite material are shown 17 in the longitudinal direction A, the physical properties of the composite material 17 in the width direction B, and the physical properties of the composite material 17 in the oblique direction D substantially the same. Therefore, at the in 15 The insulating substrate 50 is formed by forming at least one constituent layer among the plurality of constituent layers 51 to 55 that surrounds the insulating substrate 50 with the composite material 17 form an insulating substrate 50 having a high reliability with respect to temperature changes such as cold / heat cycle. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of cracks and chipping of the insulating substrate 50 due to thermal stress.

In Fällen hingegen, bei denen die Beschichtungsvorrichtung nicht eine Tiefdruckbeschichtungsvorrichtung 20 ist, sondern eine Walzbeschichtungsvorrichtung (z.B. eine Walzstreicher), eine Düsenbeschichtungsvorrichtung (z.B. ein Düsenbeschichter), oder eine Rakelbeschichtungsvorrichtung (z.B. eine Rakel), werden die Faserrichtungen der Kohlenstofffasern 1 in der Oberfläche 10a des Streifenelements 10A der Metallfolie 10 leicht in einer Richtung ausgerichtet. Aus diesem Grund ist es sehr schwer, die physikalischen Eigenschaften des Verbundmaterials 17 in der Ebenen-Richtung auszugleichen. On the other hand, in cases where the coater is not a gravure coater 20, but a roll coater (eg, a roller coater), a die coater (eg, a die coater), or a squeegee coater (eg, a squeegee), the fiber directions of the carbon fibers become 1 in the surface 10a of the strip element 10A the metal foil 10 slightly aligned in one direction. For this reason, it is very difficult to balance the physical properties of the composite material 17 in the plane direction.

Obgleich eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannte Ausführungsform beschränkt und verschiedene Modifikationen können innerhalb des Schutzumfangs vorgenommen werden, ohne vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.Although one embodiment of the present invention is described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications can be made within the scope without departing from the spirit of the present invention.

In der vorliegenden Erfindung ist die Metallfolie, auf die die Beschichtungsflüssigkeit in dem Schritt des Erhaltens der beschichteten Folie aufgebracht wird, nicht auf das Streifenelement der Metallfolie wie in der oben genannten Ausführungsform beschränkt. Zum Beispiel kann es sich um eine Metallfolie handeln (zum Beispiel eine im Wesentlichen rechteckige Metallfolie mit einer vorgegebenen Längsabmessung und Breitenabmessung), die nicht wie ein Streifenelement ist.In the present invention, the metal foil to which the coating liquid is applied in the step of obtaining the coated film is not limited to the strip member of the metal foil as in the above-mentioned embodiment. For example, it may be a metal foil (for example, a substantially rectangular metal foil having a predetermined longitudinal dimension and width dimension) which is not like a strip member.

Ferner ist es in der vorliegenden Erfindung insbesondere bevorzugt, dass die Tiefdruckbeschichtungsvorrichtung eine Direkttiefdruckbeschichtungsvorrichtung ist, wie in der oben genannten Ausführungsform dargestellt. Es kann sich jedoch entgegen der obigen Ausführung zum Beispiel im eine Offset-Tiefdruckbeschichtungsvorrichtung handeln (z.B. ein Offset-Tiefdruckbeschichter).Further, in the present invention, it is particularly preferable that the gravure coating apparatus is a direct gravure coating apparatus as shown in the above-mentioned embodiment. However, contrary to the above embodiment, it may be, for example, an offset gravure coater (e.g., an offset gravure coater).

BEISPIELEEXAMPLES

Nun werden konkrete Beispiele und Vergleichsbeispiele der vorliegenden Erfindung unten beschrieben. Es wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die unten dargestellten Beispiele beschränkt ist.Now, concrete examples and comparative examples of the present invention will be described below. It is noted that the present invention is not limited to the examples shown below.

<BEISPIEL 1><EXAMPLE 1>

In Beispiel 1 wurde ein Aluminium-Kohlenstofffaser-Verbundmaterial durch das folgende Verfahren hergestellt.In Example 1, an aluminum-carbon fiber composite material was produced by the following method.

Kohlenstofffasern mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 150 µm und einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 10 µm (XN-100, hergestellt durch Nippon Graphite Fiber Co., Ltd), eine 3-Massenprozent wässrige Lösung von Polyethylenoxid (Alcox (eingetragene Marke) E-45, hergestellt durch Meisei Chemical Industry Co., Ltd.) mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 700 000 als Bindemittel, ein Isopropylalkohol als Lösungsmittel, Wasser, ein Dispergiermittel und ein Oberflächen-Konditionierer wurden verrührt und gemischt, wodurch eine Beschichtungsflüssigkeit erhalten wurde. Die Masse des in der Beschichtungsflüssigkeit enthaltenen Bindemittels war 10% hinsichtlich den Festbestandteilen gemessen an der Masse der Kohlenstofffasern. Die Viskosität der Beschichtungsflüssigkeit betrug 1000 mPa * s bei 25 °C.Carbon fibers having an average fiber length of 150 μm and an average fiber diameter of 10 μm (XN-100, manufactured by Nippon Graphite Fiber Co., Ltd.), a 3% by mass aqueous solution of polyethylene oxide (Alcox (Registered Trade Mark) E-45 by Meisei Chemical Industry Co., Ltd.) having an average molecular weight of 700,000 as a binder, an isopropyl alcohol as a solvent, water, a dispersant and a surface conditioner were stirred and mixed to obtain a coating liquid. The mass of the binder contained in the coating liquid was 10% in terms of solid components in terms of the mass of the carbon fibers. The viscosity of the coating liquid was 1000 mPa * s at 25 ° C.

Die Beschichtungsflüssigkeit wurde auf die gesamte Unterfläche des bandartigen Streifenelements einer Aluminiumfolie (ihr Material: A1N30) mit einer Dicke von 20 µm und einer Breite von 500 mm durch einen Tiefdruckbeschichter (genauer einen Direkttiefdruckbeschichter) mit einer Beschichtungsgeschwindigkeit von 20 m/min aufgebracht. Hiermit wurde ein Streifenelement einer beschichteten Folie mit einer Kohlenstofffaserschicht erhalten, die auf der Unterfläche des Aluminiumfolien-Streifenelements gebildet ist. Dann wurde das Lösungsmittel aus der Kohlenstofffaserschicht entfernt, indem das Streifenelement der beschichteten Folie durch den Trockungsofen geführt wurde. Die Beschichtungsmenge der in der Kohlenstofffaserschicht enthaltenen Kohlenstofffasern nach dem Entfernen des Lösungsmittels aus der Kohlenstofffaserschicht betrug 30 g/m2.The coating liquid was applied to the entire lower surface of the tape-like strip member of an aluminum foil (its material: A1N30) having a thickness of 20 μm and a width of 500 mm by a gravure coater (more specifically, a direct gravure coater) at a coating speed of 20 m / min. With this, a strip member of a coated film having a carbon fiber layer formed on the lower surface of the aluminum foil strip member was obtained. Then, the solvent was removed from the carbon fiber layer by passing the strip member of the coated film through the drying oven. The coating amount of the carbon fibers contained in the carbon fiber layer after removing the solvent from the carbon fiber layer was 30 g / m 2 .

Die Zusammensetzung des Tiefdruckbeschichters war wie folgt.The composition of the gravure coater was as follows.

Die Maschenzahl der Umfangsfläche der Tiefdruckwalze, die in dem Tiefdruckbeschichter bereitgestellt ist, war #25, die Zellform war eine Gitterform, und der Durchmesser des in der Mündungsform der Zelle einbeschriebenen Kreises betrug 1000 pm.The mesh number of the peripheral surface of the gravure roll provided in the gravure coater was # 25, the cell shape was a lattice shape, and the diameter of the circle inscribed in the mouth shape of the cell was 1000 μm.

Die Bedingungen zur Entfernung des Lösungsmittels durch den Trocknungsofen waren eine Trocknungstemperatur von 180 °C und eine Trocknungszeit von 2 Minuten.The conditions for removing the solvent through the drying oven were a drying temperature of 180 ° C and a drying time of 2 minutes.

Nun wurde das Streifenelement der beschichteten Folie in eine quadratische Form geschnitten (dessen Größe: Länge 50 mm * Breite 50 mm). Hiermit wurde eine Vielzahl von quadratischen beschichteten Folien aus dem Streifenelement der beschichteten Folie geschnitten. Dann wurde ein Laminat durch Laminieren von 200 Lagen der beschichteten Folien gebildet. The strip element of the coated film was then cut into a square shape (its size: length 50 mm * width 50 mm). With this, a plurality of square coated films were cut from the stripe member of the coated film. Then, a laminate was formed by laminating 200 layers of the coated films.

Nun wurde das Laminat gesintert, das bedeutet die beschichteten Folien wurden ganzheitlich gesintert durch Aufbringen von Wärme auf das Laminat mit einer vorgegebenen Sintertemperatur, während das Laminat in der Laminierungsrichtung in der Vakuumhülle durch eine Funkenplasmasintervorrichtung als eine Druckerhitzungssintermaschine verpresst wurde. Somit wurden ein Aluminium-Kohlenstofffaser-Verbundmaterial erhalten. Die Dicke des Verbundmaterials betrug 4 mm.Now, the laminate was sintered, that is, the coated films were integrally sintered by applying heat to the laminate at a predetermined sintering temperature while the laminate was pressed in the lamination direction in the vacuum envelope by a spark plasma sintering device as a pressure-sintering machine. Thus, an aluminum-carbon fiber composite material was obtained. The thickness of the composite material was 4 mm.

Die Sinterbedingungen, die für dieses Sintern eingesetzt wurden, waren wie folgt.The sintering conditions used for this sintering were as follows.

Die Sintertemperatur betrug 550 °C, die Haltezeit (Sinterzeit) der Sintertemperatur war 3 Stunden, die Temperaturanstiegsrate von Raumtemperatur war 50 °C/min, der aufgebrachte Druck auf das Laminat betrug 15 MPa, und der Grad an Vakuum bzw. Unterdruck war 5 Pa.The sintering temperature was 550 ° C, the sintering time (sintering time) of the sintering temperature was 3 hours, the temperature rise rate of room temperature was 50 ° C / min, the applied pressure on the laminate was 15 MPa, and the degree of vacuum was 5 Pa ,

Ferner wurde in dem Schritt des ganzheitlichen Sinterns der beschichteten Folien wie oben beschrieben die Temperatursteigerung vorübergehend während des Erhitzens des Laminats von Raumtemperatur auf die Sintertemperatur von 550 °C gestoppt, und das Bindemittel wurde aus dem Laminat entfernt. Die Entfernungsbedingung des Bindemittels, die zu diesem Zeitpunkt eingesetzt wurde, war wie folgt.Further, in the step of holistically sintering the coated films as described above, the temperature increase was temporarily stopped while heating the laminate from room temperature to the sintering temperature of 550 ° C, and the binder was removed from the laminate. The removal condition of the binder used at this time was as follows.

Die Erhitzungstemperatur des Laminats zur Entfernung des Bindemittels betrug 380 °C, und die Erhitzungszeit betrug 30 min.The heating temperature of the binder-removing laminate was 380 ° C, and the heating time was 30 minutes.

In dem erhaltenen Verbundmaterial wurden abwechselnd eine Vielzahl von Aluminiumschichten, die aus den Aluminiumfolien gebildet sind, und Kohlenstofffaserschichten laminiert, ferner wurde das Aluminium ausreichend in die Kohlenstofffaserschichten eingebracht, es existieren nahezu keine Hohlräume in den Kohlenstofffaserschichten, und die Dichte der Verbundmaterials betrug 99 % der theoretischen Dichte des Verbundmaterials.In the resulting composite material, a plurality of aluminum layers formed of the aluminum foils and carbon fiber layers were alternately laminated, further, the aluminum was sufficiently introduced into the carbon fiber layers, almost no voids exist in the carbon fiber layers, and the density of the composite material was 99% of that theoretical density of the composite material.

<BEISPIEL 2><EXAMPLE 2>

In Beispiel 2 wurde ein Aluminium-Kohlenstofffaser-Verbundmaterial durch das folgende Verfahren hergestellt.In Example 2, an aluminum-carbon fiber composite material was produced by the following method.

Kohlenstofffasern mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 200 µm und einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 10 µm (K223HM, hergestellt durch Mitsubishi Plastics, Inc., ein Acryl-basiertes Harz als Bindemittel, ein Propylen-Glycolethyletheracetat als Lösungsmittel, ein Dispergiermittel, und ein Oberflächen-Konditionierer wurden verrührt und gemischt. Somit wurde eine Beschichtungsflüssigkeit erhalten. Die Masse des in der Beschichtungsflüssigkeit enthaltenen Bindemittels betrug 20 % hinsichtlich der Festbestandteile gemessen an der Masse der Kohlenstofffasern. Die Viskosität der Beschichtungsflüssigkeit betrug 700 mPa * s bei 25 °C.Carbon fibers having an average fiber length of 200 μm and an average fiber diameter of 10 μm (K223HM manufactured by Mitsubishi Plastics, Inc.), an acrylic-based resin as a binder, a propylene glycol ethyl ether acetate as a solvent, a dispersant, and a surface conditioner The mass of the binder contained in the coating liquid was 20% in terms of solid components in terms of the mass of carbon fibers, and the viscosity of the coating liquid was 700 mPa * s at 25 ° C.

Die Beschichtungsflüssigkeit wurde auf die gesamte Unterfläche des bandartigen Streifenelements einer Aluminiumfolie (sein Material: A1N30) mit einer Dicke von 20 µm und einer Breite von 280 mm durch einen Tiefdruckbeschichter mit einer Beschichtungsgeschwindigkeit von 30 m/min aufgebracht. Hiermit wurde ein Streifenelement einer beschichteten Folie mit einer Kohlenstofffaserschicht erhalten, die auf der Unterfläche des Aluminiumfolien-Streifenelements gebildet ist. Dann wurde das Lösungsmittel aus der Kohlenstofffaserschicht entfernt, indem das Streifenelement der beschichteten Folie durch den Trockungsofen geführt wurde. Die Beschichtungsmenge der in der Kohlenstofffaserschicht enthaltenen Kohlenstofffasern nach dem Entfernen des Lösungsmittels aus der Kohlenstofffaserschicht betrug 20 g/m2.The coating liquid was applied to the entire lower surface of the tape-like strip member of an aluminum foil (its material: A1N30) having a thickness of 20 μm and a width of 280 mm by a gravure coater at a coating speed of 30 m / min. With this, a strip member of a coated film having a carbon fiber layer formed on the lower surface of the aluminum foil strip member was obtained. Then, the solvent was removed from the carbon fiber layer by passing the strip member of the coated film through the drying oven. The coating amount of the carbon fibers contained in the carbon fiber layer after removing the solvent from the carbon fiber layer was 20 g / m 2 .

Die Ausgestaltung des Tiefdruckbeschichters war wie folgt.The design of the gravure coater was as follows.

Die Maschenzahl der Umfangsfläche der Tiefdruckwalze, die in dem Tiefdruckbeschichter bereitgestellt ist, war #30, die Zellform war eine Pyramidenform, und der Durchmesser des in der Mündungsform der Zelle einbeschriebenen Kreises betrug 830 µm.The mesh number of the peripheral surface of the gravure roll provided in the gravure coater was # 30, the cell shape was a pyramidal shape, and the diameter of the circle inscribed in the mouth shape of the cell was 830 μm.

Die Bedingungen zur Entfernung des Lösungsmittels durch den Trocknungsofen waren eine Trocknungstemperatur von 170 °C und eine Trocknungszeit von 1 Minute. The conditions for removing the solvent through the drying oven were a drying temperature of 170 ° C and a drying time of 1 minute.

Nun wurde das Streifenelement der beschichteten Folie in eine quadratische Form geschnitten (dessen Größe: Länge 50 mm * Breite 50 mm). Hiermit wurde eine Vielzahl von quadratischen beschichteten Folien aus dem Streifenelement der beschichteten Folie geschnitten. Dann wurde ein Laminat durch Laminieren von 200 Lagen der beschichteten Folien gebildet.The strip element of the coated film was then cut into a square shape (its size: length 50 mm * width 50 mm). With this, a plurality of square coated films were cut from the stripe member of the coated film. Then, a laminate was formed by laminating 200 layers of the coated films.

Nun wurde das Laminat gesintert, das bedeutet die beschichteten Folien wurden ganzheitlich gesintert durch Aufbringen von Wärme auf das Laminat mit einer vorgegebenen Sintertemperatur, während das Laminat in der Laminierungsrichtung in der Vakuumhülle durch eine Vakuum-Heißpressvorrichtung als eine Druckerhitzungssintermaschine verpresst wurde. Somit wurde ein Aluminium-Kohlenstofffaser-Verbundmaterial erhalten. Die Dicke des Verbundmaterials betrug 4 mm.Now, the laminate was sintered, that is, the coated films were integrally sintered by applying heat to the laminate at a predetermined sintering temperature while the laminate was pressed in the lamination direction in the vacuum envelope by a vacuum hot-pressing machine as a pressure-sintering machine. Thus, an aluminum-carbon fiber composite material was obtained. The thickness of the composite material was 4 mm.

Die Sinterbedingungen, die für dieses Sintern eingesetzt wurden, waren wie folgt.The sintering conditions used for this sintering were as follows.

Die Sintertemperatur betrug 600 °C, die Haltezeit (Sinterzeit) der Sintertemperatur war 6 Stunden, die Temperaturanstiegsrate von Raumtemperatur war 20 °C/min, der aufgebrachte Druck auf das Laminat betrug 15 MPa, und der Grad an Vakuum bzw. Unterdruck war 5 * 10-1 Pa.The sintering temperature was 600 ° C, the sintering time (sintering time) of the sintering temperature was 6 hours, the temperature rise rate of room temperature was 20 ° C / min, the applied pressure on the laminate was 15 MPa, and the degree of vacuum was 5 * 10 -1 Pa.

Ferner war in dem Schritt des ganzheitlichen Sinterns der beschichteten Folien wie oben beschrieben die Temperatursteigerungsgeschwindigkeit (20 °C/min) langsamer als jene in Beispiel 1 (50 °C/min), und während des Erhitzens des Laminats von Raumtemperatur auf die Sintertemperatur von 600 °C wurde die Temperatursteigerung nicht vorübergehend gestoppt. Dennoch wurde das Bindemittel aus dem Laminat entfernt.Further, in the step of holistically sintering the coated films as described above, the temperature increasing rate (20 ° C / min) was slower than that in Example 1 (50 ° C / min) and heating the laminate from room temperature to the sintering temperature of 600 ° C, the temperature increase was not temporarily stopped. Nevertheless, the binder was removed from the laminate.

In dem erhaltenen Verbundmaterial wurden abwechselnd eine Vielzahl von Aluminiumschichten, die aus den Aluminiumfolien gebildet sind, und Kohlenstofffaserschichten laminiert, ferner wurde das Aluminium ausreichend in die Kohlenstofffaserschichten eingebracht, es existieren nahezu keine Hohlräume in den Kohlenstofffaserschichten, und die Dichte der Verbundmaterials betrug 99 % der theoretischen Dichte des Verbundmaterials.In the resulting composite material, a plurality of aluminum layers formed of the aluminum foils and carbon fiber layers were alternately laminated, further, the aluminum was sufficiently introduced into the carbon fiber layers, almost no voids exist in the carbon fiber layers, and the density of the composite material was 99% of that theoretical density of the composite material.

<Vergleichsbeispiel 1><Comparative Example 1>

In Vergleichsbeispiel 1 wurde ein Aluminium-Kohlenstofffaser-Verbundmaterial durch das folgende Verfahren hergestellt.In Comparative Example 1, an aluminum-carbon fiber composite material was produced by the following method.

Die gleiche Beschichtungsflüssigkeit wie jene, die in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde zubereitet. Die Beschichtungsflüssigkeit wurde auf die gesamte Unterfläche des bandartigen Streifenelements der Aluminiumfolie (ihr Material: A1N30) mit einer Dicke von 20 µm und einer Breite von 150 mm, mit einem Testapplikator 20m/min aufgebracht. Hiermit wurde ein Streifenelement einer beschichteten Folie mit einer Kohlenstofffaserschicht erhalten, die auf der Unterfläche des Aluminiumfolien-Streifenelements gebildet ist. Dann wurde das Lösungsmittel aus der Kohlenstofffaserschicht entfernt, indem das Streifenelement der beschichteten Folie durch den Trockungsofen geführt wurde. Die Beschichtungsmenge der in der Kohlenstofffaserschicht enthaltenen Kohlenstofffasern nach dem Entfernen des Lösungsmittels aus der Kohlenstofffaserschicht betrug 30 g/m2.The same coating liquid as that used in Example 1 was prepared. The coating liquid was applied to the entire lower surface of the tape-like strip member of the aluminum foil (its material: A1N30) having a thickness of 20 μm and a width of 150 mm with a test applicator at 20 m / min. With this, a strip member of a coated film having a carbon fiber layer formed on the lower surface of the aluminum foil strip member was obtained. Then, the solvent was removed from the carbon fiber layer by passing the strip member of the coated film through the drying oven. The coating amount of the carbon fibers contained in the carbon fiber layer after removing the solvent from the carbon fiber layer was 30 g / m 2 .

Die Bedingungen zur Entfernung des Lösungsmittels durch den Trocknungsofen waren eine Trocknungstemperatur von 100 °C und eine Trocknungszeit von 30 Minuten.The conditions for removing the solvent through the drying oven were a drying temperature of 100 ° C and a drying time of 30 minutes.

Nun wurde das Streifenelement der beschichteten Folie in eine quadratische Form geschnitten (deren Größe: Länge 50 mm * Breite 50 mm). Hiermit wurde eine Vielzahl von quadratischen beschichteten Folien aus dem Streifenelement der beschichteten Folie geschnitten. Dann wurde ein Laminat durch Laminieren von 200 Lagen der beschichteten Folien gebildet.The strip element of the coated film was then cut into a square shape (the size of which was: length 50 mm * width 50 mm). With this, a plurality of square coated films were cut from the stripe member of the coated film. Then, a laminate was formed by laminating 200 layers of the coated films.

Nun wurde das Laminat gesintert, das bedeutet die beschichteten Folien wurden ganzheitlich gesintert durch Aufbringen von Wärme auf das Laminat mit einer vorgegebenen Sintertemperatur, während das Laminat in der Laminierungsrichtung in einer Vakuumhülle durch eine Funkenplasmasintervorrichtung als eine Druckerhitzungssintermaschine verpresst wurde. Somit wurde ein Aluminium-Kohlenstofffaser-Verbundmaterial erhalten. Die Dicke des Verbundmaterials betrug 4 mm.Now, the laminate was sintered, that is, the coated films were integrally sintered by applying heat to the laminate at a predetermined sintering temperature while the laminate was pressed in the lamination direction in a vacuum envelope by a spark plasma sintering apparatus as a pressure-sintering machine. Thus, an aluminum-carbon fiber composite material was obtained. The thickness of the composite material was 4 mm.

Die Sinterbedingungen und die Bindemittel-Entfernungsbedingungen, die für dieses Sintern eingesetzt wurden, waren die gleichen wie jene in dem oben beschriebenen Beispiel 1. The sintering conditions and binder removal conditions used for this sintering were the same as those in Example 1 described above.

In dem erhaltenen Verbundmaterial wurden abwechselnd eine Vielzahl von Aluminiumschichten, die aus den Aluminiumfolien gebildet sind, und Kohlenstofffaserschichten laminiert, ferner wurde das Aluminium ausreichend in die Kohlenstofffaserschichten eingebracht, es existierten nahezu keine Hohlräume in den Kohlenstofffaserschichten, und die Dichte der Verbundmaterials betrug 99 % der theoretischen Dichte des Verbundmaterials.In the resulting composite material, a plurality of aluminum layers formed of the aluminum foils and carbon fiber layers were alternately laminated, further, the aluminum was sufficiently introduced into the carbon fiber layers, almost no voids existed in the carbon fiber layers, and the density of the composite material was 99% of that theoretical density of the composite material.

<Vergleichsbeispiel 2><Comparative Example 2>

In Beispiel 2 wurde ein Aluminium-Kohlenstofffaser-Verbundmaterial durch die gleichen Herstellungsschritte und Herstellungsbedingungen wie jenen in Vergleichsbeispiel 1 erhalten, abgesehen davon, dass das Laminat durch Laminieren von 200 Schichten der beschichteten Folien gebildet wurde, so dass die Beschichtungsrichtungen abwechselnd senkrecht zueinander waren.In Example 2, an aluminum-carbon fiber composite material was obtained by the same production steps and production conditions as those in Comparative Example 1, except that the laminate was formed by laminating 200 layers of the coated films so that the coating directions were alternately perpendicular to each other.

In dem erhaltenen Verbundmaterial wurden abwechselnd eine Vielzahl von Aluminiumschichten, die aus den Aluminiumfolien gebildet sind, und Kohlenstofffaserschichten laminiert, ferner wurde das Aluminium ausreichend in die Kohlenstofffaserschichten eingebracht, es existierten nahezu keine Hohlräume in den Kohlenstofffaserschichten, und die Dichte der Verbundmaterials betrug 99 % der theoretischen Dichte des Verbundmaterials.In the resulting composite material, a plurality of aluminum layers formed of the aluminum foils and carbon fiber layers were alternately laminated, further, the aluminum was sufficiently introduced into the carbon fiber layers, almost no voids existed in the carbon fiber layers, and the density of the composite material was 99% of that theoretical density of the composite material.

< Messung der physikalischen Eigenschaften ><Measurement of physical properties>

Hinsichtlich der Verbundmaterialien der Beispiele 1 und 2 und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 wurde die Wärmeleitfähigkeit und der lineare Ausdehnungskoeffizient gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Wärmeleitfähigkeit (W/(m·K)) Linearer Ausdehnungskoeffizient (× 10-6/K) Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein von Abplatzen A* B* C* D* A* B* C* D* Bsp. 1 280 275 100 279 6 6 22 6 keines Bsp. 2 248 252 98 250 8 7 23 8 keines Vgl.-Bsp. 1 324 146 95 138 4 13 22 18 vorhanden Vgl.-Bsp. 2 276 279 98 215 6 6 22 10 vorhanden *: „A“ bezeichnet „A-Richtung“, „B“ bezeichnet „B-Richtung“, „C“ bezeichnet „C-Richtung“, und „D“ bezeichnet „D“-Richtung.
With regard to the composite materials of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the thermal conductivity and the coefficient of linear expansion were measured. The results are shown in Table 1.
Thermal conductivity (W / (m · K)) Linear expansion coefficient (× 10 -6 / K) Presence or absence of flaking A * B * C * D * A * B * C * D * Example 1 280 275 100 279 6 6 22 6 none Ex. 2 248 252 98 250 8th 7 23 8th none Comp. 1 324 146 95 138 4 13 22 18 available Comp. 2 276 279 98 215 6 6 22 10 available *: "A" denotes "A direction", "B" denotes "B direction", "C" denotes "C direction", and "D" denotes "D" direction.

In den Spalten „Wärmeleitfähigkeit“ und „linearer Ausdehnungskoeffizient“ in Tabelle 1 meint „A-Richtung“, „B-Richtung“, „C-Richtung“, und „D-Richtung“, wie in 14 dargestellt, die Längsrichtung A, die Breitenrichtung B, die Dickenrichtung C, und die schräge Richtung D des Verbundmaterials.In the columns "thermal conductivity" and "linear expansion coefficient" in Table 1, "A direction", "B direction", "C direction", and "D direction" mean as in 14 shown, the longitudinal direction A, the width direction B, the thickness direction C, and the oblique direction D of the composite material.

Wie in Tabelle 1 dargestellt sind bei den Verbundmaterialien der Beispiele 1 und 2 die Wärmeleitfähigkeiten in der A-Richtung, der B-Richtung und der D-Richtung im Wesentlichen gleich, und die linearen Ausdehnungskoeffizienten in der A-Richtung, der B-Richtung, und der D-Richtung waren ebenfalls etwa gleich. Deshalb wurde bestätigt, dass die physikalischen Eigenschaften (Wärmeleitfähigkeit, linearer Ausdehnungskoeffizient) in der Ebenen-Richtung des Verbundmaterials der Beispiel 1 und 2 im Wesentlichen einheitlich sind.As shown in Table 1, in the composite materials of Examples 1 and 2, the thermal conductivities in the A direction, the B direction, and the D direction are substantially the same, and the linear expansion coefficients in the A direction, the B direction, and the D-direction were also about the same. Therefore, it was confirmed that the physical properties (thermal conductivity, linear expansion coefficient) in the plane direction of the composite material of Examples 1 and 2 are substantially uniform.

Bei dem Verbundmaterial des Vergleichsbeispiels 1 hingegen unterschieden sich die Wärmeleitfähigkeiten in der A-Richtung, der B-Richtung und der D-Richtung voneinander, und der lineare Ausdehnungskoeffizient in der A-Richtung, der B-Richtung, und der D-Richtung war ebenfalls verschieden. Bei dem Verbundmaterial des Vergleichsbeispiels 2 waren die Wärmeleitfigkeiten in der A-Richtung und der B-Richtung im Wesentlichen gleich, doch die Wärmeleitfähigkeit in der D-Richtung unterschied sich von den Wärmeleitfähigkeiten in der A-Richtung und der B-Richtung. Die linearen Ausdehnungskoeffizienten in der A-Richtung und der B-Richtung waren gleich, aber der lineare Ausdehnungskoeffizient in der D-Richtung unterschied sich von den linearen Ausdehnungskoeffizienten in der A-Richtung und der B-Richtung. Deshalb wurde bestätigt, dass die physikalischen Eigenschaften (Wärmeleitfähigkeit, linearer Ausdehnungskoeffizient) der Verbundmaterialien der Vergleichsbeispiele 1 und 2 in der Ebenen-Richtung hinsichtlich der Einheitlichkeit schlecht sind.In the composite material of the comparative example 1 however, the thermal conductivities in the A direction, the B direction, and the D direction differed from each other, and the linear expansion coefficient in the A direction, the B direction, and the D direction were also different. In the composite material of the comparative example 2 For example, the thermal conductivities in the A direction and the B direction were substantially the same, but the thermal conductivity in the D direction was different from the thermal conductivities in the A direction and the B direction. The linear expansion coefficients in the A direction and the B direction were the same, but the linear expansion coefficient in the D direction was different from the linear expansion coefficients in the A direction and the B direction. Therefore it was confirmed that the physical properties (thermal conductivity, linear expansion coefficient) of the composite materials of Comparative Examples 1 and 2 in the plane direction are poor in terms of uniformity.

< Kälte-Hitze-Zyklus-Test ><Cold Heat Cycle Test>

Die folgenden Kälte/Hitze-Zyklus-Tests wurden an den Verbundmaterialien der oben genannten Beispiele 1 und 2 bzw. Vergleichsbeispielen 1 und 2 durchgeführt.The following cold / heat cycle tests were performed on the composite materials of the above Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, respectively.

Die Verbundmaterialien der Beispiele 1 und 2 und Vergleichsbeispiele 1 und 2 wurden jeweils in eine quadratzische Form geschnitten (Größe: Länge 30 mm * Breite 30 mm), und eine Silizumcarbinplatte (SiC Platte) quadratischer Form (Größe: Länge 20 mm * Breite 20 mm * Dicke 1,6 mm) wurde an jede Oberfläche durch Löten in einem laminierten Zustand gebondet. Im Ergebnis wurden gefügte Elemente der Beispiele 1 und 2 und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 erhalten. Dann wurde ein Kälte/Hitze-Zyklus-Test bei -40 °C und 80 °C mit 3000 Zyklen für jedes gefügte Element durchgeführt.The composite materials of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were each cut into a square shape (size: length 30 mm * width 30 mm), and a silicon carbide plate (SiC plate) of square shape (size: length 20 mm * width 20 mm * Thickness 1.6 mm) was bonded to each surface by soldering in a laminated state. As a result, joined elements of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were obtained. Then, a cold / heat cycle test was performed at -40 ° C and 80 ° C with 3000 cycles for each element joined.

Als Ergebnis dieses Kälte/Hitze-Zyklus-Tests trat bei den gefügten Elementen der Beispiele 1 und 2 keine Abplatzung an der Verbindungsgrenzfläche auf. Deshalb wurde bestätigt, dass das Verbundmaterial der Beispiele 1 und 2 zweckmäßig als Material einer Bestandteilschicht eines Isolierungssubstrats verwendet werden kann. Hingegen trat bei den gefügten Elementen der Vergleichsbeispiele 1 und 2 ein Abplatzen teilweise an der Bond-Grenzfläche auf und weitere Verformungen. Diese Ergebnisse sind in der Spalte „Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein von Abplatzen“ in Tabelle 1 dargestellt.As a result of this cold / heat cycle test, the joined elements of Examples 1 and 2 did not flake off at the bonding interface. Therefore, it was confirmed that the composite material of Examples 1 and 2 can be suitably used as a material of a constituent layer of an insulating substrate. On the other hand, in the joined elements of Comparative Examples 1 and 2, chipping occurred partly at the bonding interface and further deformations. These results are shown in the column "presence or absence of spalling" in Table 1.

Die vorliegende Anmeldung beasprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr 2015-152416 , eingereicht am 4. Dezember 2015, deren gesamter Offenbarungsgehalt durch Bezugsnahme vollumfänglich in die vorliegende Schrift aufgenommen ist.The present application respects the priority of Japanese Patent Application No. 2015-152416 , filed on 4 December 2015, the entire disclosure of which is incorporated by reference in its entirety into this document.

Es wird angemerkt, dass die hier verwendeten Begriffe und Ausdrücke zur Erläuterung verwendet werden und nicht beabsichtigen, dahingehend verwendet zu werden, eine Beschränkung darzustellen, und beseitigen keine Entsprechungen von Merkmalen, die hier dargestellt und erwähnt werden, und sie erlauben verschiedene Modifizierungen, die innerhalb des beanspruchten Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung fallen.It is noted that the terms and phrases used herein are used for illustration and are not intended to be construed as limiting, and do not eliminate correspondences of features shown and mentioned herein, and allow various modifications that may be made therein of the claimed scope of the present invention.

Obgleich die vorliegende Erfindung in vielen unterschiedlichen Formen ausgebildet sein kann, werden hier eine Reihe von veranschaulichenden Beispielen beschrieben, mit dem Wissen, dass die vorliegende Offenbarung dahingehehend betrachtet werden soll, dass sie Beispiele der Prinzipien der Erfindung angibt und diese Beispiele nicht dazu gedacht sind, die Erfindung auf hier beschriebene und/oder hier dargestellte bevorzugte Ausführungsformen zu beschränken.Although the present invention may be embodied in many different forms, a number of illustrative examples are described herein, with the knowledge that the present disclosure is to be considered as indicating examples of the principles of the invention and these examples are not intended to be construed. to limit the invention to preferred embodiments described herein and / or illustrated herein.

Obgleich Ausführungsbeispiele der Erfindung hier beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf verschiedene bevorzugte, hier beschriebene Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst alle Ausführungsformen mit gleichwertigen Elementen, Modifikationen, Auslassungen, Kombinationen (z.B. von Aspekten über verschiedene Ausführungsformen hinweg), Anpassungen und/oder Abänderungen, wie diese von einem Fachmann verstanden würden. Beschränkungen in den Ansprüchen sind breit auszulegen, basierend auf der Sprache, die in den Ansprüchen verwendet wird, und nicht beschränkt auf in der vorliegenden Beschreibung oder während der Verfolgung der Anmeldung beschriebenen Beispielen, wobei diese Beispiele als nicht erschöpfend auszulegen sind. Zum Beispiel ist in der vorliegenden Offenbarung der Ausdruck „bevorzugt“ nicht erschöpfend und meint „bevorzugt, ohne hierauf beschränkt zu sein“. In dieser Offenbarung und während der Verfolgung dieser Anmeldung werden „Means-plus-Function“ oder „Step-plus-Function“ Beschränkungen nur angewendet, wo für eine bestimmte Anspruchsbeschränkungen alle der folgenden Bedingungen in dieser Beschränkung vorhanden sind: a) „Means for“ bzw. Mittel zum oder „Step for“ bzw. Schritt zum wird ausdrücklich genannt; b) eine entsprechende Funktion wird ausdrücklich genannt; und c) Struktur, Material und Handlungen, die diese Struktur unterstützen, werden nicht genannt. In dieser Offenbarung und während der Verfolgung dieser Anmeldung kann die Terminologie „vorliegende Erfindung“ oder „Erfindung“ als Bezugnahme auf einen oder mehr Aspekte der vorliegenden Offenbarung verwendet werden. Die Sprache bei der vorliegenden Erfindung oder Erfindung sollte nicht unzweckmäßig als Identifikation oder Kritik ausgelegt werden, sollte nicht unzweckmäßig als zutreffend über alle Aspekte oder Ausführungsformen hinweg ausgelegt werden (d.g. es wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung eine Reihe von Aspekten und Ausführungsformen hat), und sollte nicht unzweckmäßig als Beschränkung des Schutzumfangs der Anwendung oder Ansprüche betrachtet werden. In dieser Offenbarung und während der Verfolgung dieser Anmeldung kann die Terminologie „Ausführungsform“ verwendet werden, um einen Aspekt, ein Merkmal, ein Verfahren oder einen Schritt, eine Kombination dieser, und/oder einen Teil dieser zu beschreiben. In manchen Beispielen können verschiedene Ausführungsformen überschneidende Markmale umfassen. In manchen Beispielen können verschiedene Ausführungsformen überschneidende Merkmale umfassen. In dieser Offenbarung und während der Verfolgung dieses Falls können die folgenden Abkürzungen verwendet werden: „z.B.“, was „zum Beispiel“ meint; und „BN“, as „wohlgemerkt“ bedeutet.Although embodiments of the invention have been described herein, the present invention is not limited to various preferred embodiments described herein, but includes all embodiments with equivalent elements, modifications, omissions, combinations (eg, aspects of various embodiments), adjustments, and / or modifications as they would be understood by a professional. Limitations in the claims are to be construed broadly based on the language used in the claims and not limited to examples described in the present specification or during the prosecution of the application, which examples are to be construed as non-exhaustive. For example, in the present disclosure, the term "preferred" is not exhaustive and means "preferred, but not limited to". In this disclosure, and throughout the pursuit of this application, "means-plus-function" or "step-plus-function" restrictions are only applied where, for a particular claim constraint, all of the following conditions are present in this constraint: a) "Means for" or means for or "step for" or step to be explicitly mentioned; b) a corresponding function is expressly mentioned; and c) structure, material, and actions that support this structure are not mentioned. In this disclosure, and while following this application, the terminology "present invention" or "invention" may be used to refer to one or more aspects of the present disclosure. The language in the present invention or invention should not be construed as improperly identifying or criticizing it, should not be construed as being in all respects across all aspects or embodiments (it being noted that the present invention has a number of aspects and embodiments), and should not be construed as limiting the scope of the application or claims. In this disclosure, and while following this application, the terminology "embodiment" may be used to describe an aspect, feature, method or describe a step, a combination of these, and / or a part of them. In some examples, various embodiments may include overlapping markers. In some examples, various embodiments may include overlapping features. In this disclosure, and while following this case, the following abbreviations may be used: "eg", meaning "for example"; and "BN", as "mind you" means.

Industrielle AnwendbarkeitIndustrial applicability

Die vorliegende Erfindung kann auf ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials und ein Verfahren zur Herstellung eines Isolierungssubstrats angewendet werden.The present invention can be applied to a method of producing a metal-carbon fiber composite material and a method of manufacturing an insulating substrate.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
KohlenstofffaserCarbon fiber
22
Bindemittelbinder
33
Lösungsmittelsolvent
55
Beschichtungsflüssigkeitcoating liquid
1010
Metallfoliemetal foil
10A10A
Streifenelement der MetallfolieStrip element of the metal foil
1111
KohlenstofffaserschichtCarbon fiber layer
1212
beschichtete Foliecoated film
12A12A
Streifenelement der beschichteten FolieStrip element of the coated film
1515
Laminatlaminate
1717
Metall-Kohlenstofffaser-VerbundmaterialMetal-carbon fiber composite material
2020
TiefdruckbeschichtungsvorrichtungGravure coater
2121
TiefdruckwalzeGravure roll
2222
Zellecell
2828
Trocknungsofendrying oven
3030
Sintervorrichtungsintering apparatus

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 5150905 [0008, 0010]JP 5150905 [0008, 0010]
  • JP 5145591 [0009, 0010]JP 5145591 [0009, 0010]
  • JP 2015152416 [0171]JP 2015152416 [0171]

Claims (7)

Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erhalten einer beschichteten Folie, bei der eine Kohlenstofffaserschicht auf einer Oberfläche einer Metallfolie durch Aufbringen einer Beschichtungsflüssigkeit, die Kohlenstofffasern, ein Bindemittel, und ein Lösungsmittel für das Bindemittel in einem gemischten Zustand enthält, auf die Oberfläche der Metallfolie mit einer Tiefdruckbeschichtungsvorrichtung, die mit einer Tiefdruckwalze versehen ist, bei der eine Reihe von Zellen auf einer Umfangsfläche davon gebildet sind; Bilden eines Laminats in einem Zustand, bei dem eine Vielzahl von beschichteten Folien laminiert werden; und einstückiges Fügen der beschichteten Folien durch Erhitzen des Laminats, um das Bindemittel aus dem Laminat zu entfernen, und Erhitzen des Laminats, während das Laminat in einer Laminierungsrichtung der beschichteten Folien mit Druck beaufschlagt wird, wobei eine Form der Zelle der Tiefdruckwalze eine Becherform ist und ein Durchmesser eines Kreises, der in einer Mündungsform der Zelle einbeschrieben ist, auf das 1,2-fache oder mehr einer durchschnittlichen Faserlänge der Kohlenstofffasern eingestellt wird.A method of producing a metal-carbon fiber composite material, the method comprising the steps of: Obtaining a coated film in which a carbon fiber layer on a surface of a metal foil by applying a coating liquid containing carbon fibers, a binder, and a solvent for the binder in a mixed state, onto the surface of the metal foil with a gravure coater coated with a gravure roll in which a row of cells are formed on a peripheral surface thereof; Forming a laminate in a state where a plurality of coated films are laminated; and integrally joining the coated films by heating the laminate to remove the binder from the laminate, and heating the laminate while pressurizing the laminate in a lamination direction of the coated films, wherein a shape of the cell of the intaglio roll is a cup shape and a diameter of a circle inscribed in a mouth shape of the cell is set at 1.2 times or more an average fiber length of the carbon fibers. Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Erhaltens der beschichteten Folie einen Schritt des Entfernens des Lösungsmittels aus der Kohlenstofffaserschicht, die auf der Oberfläche der Metallfolie gebildet ist, umfasst.A method for producing a metal-carbon fiber composite material according to Claim 1 wherein the step of obtaining the coated film comprises a step of removing the solvent from the carbon fiber layer formed on the surface of the metal film. Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Erhaltens der beschichteten Folie einen Schritt des Entfernens des Lösungsmittels aus der Kohlenstofffaserschicht, die auf der Oberfläche der Metallfolie gebildet ist, umfasst, ohne die Oberfläche der Kohlenstofffaserschicht einer Streichnivellierungsverarbeitung zu unterziehen.A method for producing a metal-carbon fiber composite material according to Claim 1 wherein the step of obtaining the coated film comprises a step of removing the solvent from the carbon fiber layer formed on the surface of the metal foil without subjecting the surface of the carbon fiber layer to doctoring processing. Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in dem Schritt des einstückigen Fügens der beschichteten Folien das Bindemittel von dem Laminat während des Erhitzens des Laminats entfernt wird, so dass eine Temperatur des Laminats auf eine Temperatur ansteigt, bei der die beschichteten Folien einstückig gefügt werden.A method for producing a metal-carbon fiber composite material according to any one of Claims 1 to 3 wherein, in the step of integrally joining the coated films, the binder is removed from the laminate during heating of the laminate so that a temperature of the laminate increases to a temperature at which the coated films are integrally joined. Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Form der Zelle zumindest eine Form ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Gitterform, einer Pyramidenform, einer sechseckigen Form, und einer kreisrunden Form ist.A method for producing a metal-carbon fiber composite material according to any one of Claims 1 to 4 wherein the shape of the cell is at least one shape selected from the group consisting of a lattice shape, a pyramid shape, a hexagonal shape, and a circular shape. Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Metallfolie eine Aluminiumfolie und/oder eine Kupferfolie ist.A method for producing a metal-carbon fiber composite material according to any one of Claims 1 to 5 wherein the metal foil is an aluminum foil and / or a copper foil. Verfahren zur Herstellung eines Isolierungssubstrats mit einer Vielzahl von Isolierungssubstrat-Bestandteilschichten, die in einem laminierten Zustand zu integrieren sind, wobei zumindest eine Bestandteilschicht der Vielzahl von Bestandteilschichten aus einem Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterial hergestellt ist, und das Verbundmaterial durch ein Verfahren zur Herstellung des Metall-Kohlenstofffaser-Verbundmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellt wird.A method of manufacturing an insulating substrate having a plurality of insulating substrate constituent layers to be integrated in a laminated state, wherein at least one constituent layer of the plurality of constituent layers is made of a metal-carbon fiber composite material, and the composite material by a method of producing the metal Carbon fiber composite material according to any one of Claims 1 to 6 will be produced.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020105328A1 (en) * 2018-11-21 2020-05-28 昭和電工株式会社 Aluminum-(carbon particle) composite material and method for producing same
JP7109348B2 (en) * 2018-12-04 2022-07-29 昭和電工株式会社 Method for producing particle-coated foil and method for producing metal-particle composite
JP7273378B2 (en) * 2018-12-04 2023-05-15 株式会社レゾナック Method for producing particle-coated foil and method for producing metal-particle composite
CN112403806A (en) * 2019-08-20 2021-02-26 北京卫蓝新能源科技有限公司 Gravure coating device and method for preparing large-width ultrathin metal lithium strip

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5145591A (en) 1974-08-20 1976-04-19 Contraves Ag Toshayoekino kosenkyushuritsunohyokanyoru konoyoekino sotaihemogurobinganjuryo no sokuteisochi
JPS5150905A (en) 1974-10-31 1976-05-06 Ikio Tetsukosho Kk KOOKUSURO YOROBUTA
JP2015152416A (en) 2014-02-14 2015-08-24 株式会社東芝 capacitance detection device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080248309A1 (en) * 2004-11-09 2008-10-09 Shimane Prefectural Government Metal-Based Carbon Fiber Composite Material and Producing Method Thereof
JP2008144045A (en) * 2006-12-11 2008-06-26 Teijin Fibers Ltd Fibrous electrically conductive filler and electrically conductive resin composition and electrically conductive structure
JP6166117B2 (en) * 2013-07-25 2017-07-19 昭和電工株式会社 Method for producing composite material of metal and carbon fiber
JP6358850B2 (en) * 2014-05-21 2018-07-18 昭和電工株式会社 Method for producing composite material of aluminum and carbon fiber

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5145591A (en) 1974-08-20 1976-04-19 Contraves Ag Toshayoekino kosenkyushuritsunohyokanyoru konoyoekino sotaihemogurobinganjuryo no sokuteisochi
JPS5150905A (en) 1974-10-31 1976-05-06 Ikio Tetsukosho Kk KOOKUSURO YOROBUTA
JP2015152416A (en) 2014-02-14 2015-08-24 株式会社東芝 capacitance detection device

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